JP2018059983A - Display device, display module, and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device that has power consumption reduced by increasing a viewing angle.SOLUTION: A display device has a first display area on a first face, a second display area on a second face, and a third display area on a third face. A cabinet has a hinge for fixing the first face and the third face in different directions. The display area has a pixel; the pixel has a first display element and a second display element; the first display element has a reflection electrode for reflecting visible light; the reflection electrode has an opening region and allows visible light from the second display element to pass through for displaying. The second display element has a first region with the same area as that of the opening region, and a second region with a larger area than that of the opening region; the second region has a range of overlapping fields of view by increasing a first viewing angle of the second display element of the first face and a second viewing angle of the second display element of the third face.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、及び、電子機器に関する。   One embodiment of the present invention relates to a display device, a display module, and an electronic device.

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関する。又は、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法に関する。   Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. The technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method. Or this invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter). In particular, one embodiment of the present invention relates to a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, a power storage device, a memory device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof.

なお、本明細書等において、半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる素子、回路、又は装置等を指す。一例としては、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子は半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路は、半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路を備えた装置は、半導体装置である。   Note that in this specification and the like, a semiconductor device refers to an element, a circuit, a device, or the like that can function by utilizing semiconductor characteristics. As an example, a semiconductor device such as a transistor or a diode is a semiconductor device. As another example, the circuit including a semiconductor element is a semiconductor device. As another example, a device including a circuit including a semiconductor element is a semiconductor device.

スマートフォン、タブレット、電子ブック等のモバイル機器が普及している。モバイル機器は、屋外環境や室内環境など利用する環境の明るさに適した表示をすることが求められている。さらに電子ブック、タブレットなどで、電子書籍を読む場合、長時間使用できることが求められている。   Mobile devices such as smartphones, tablets, and electronic books are widespread. Mobile devices are required to display suitable for the brightness of the environment used such as the outdoor environment and indoor environment. Furthermore, when reading an electronic book with an electronic book, a tablet, etc., it is required that it can be used for a long time.

自然光や室内照明光など、十分な明るさの外光がある環境では反射光を利用した表示を行い、十分な明るさを得られない環境では発光素子を利用した表示を行うことで、低電力化を実現する表示装置が提案されている。   Low power consumption is achieved by displaying using reflected light in environments where there is sufficient external light, such as natural light or indoor lighting, and using light emitting elements in environments where sufficient brightness cannot be obtained. There has been proposed a display device that realizes the realization.

例えば特許文献1では、1つの画素に、液晶素子を制御する画素回路と、発光素子を制御する画素回路とが設けられている、ハイブリッド(複合型)表示装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a hybrid (composite type) display device in which a pixel circuit for controlling a liquid crystal element and a pixel circuit for controlling a light emitting element are provided in one pixel.

例えば特許文献2では、モバイル機器の消費電力を削減するために、デコーダ回路により特定の領域の表示を選択的に更新することが開示されている。   For example, Patent Document 2 discloses that a display of a specific area is selectively updated by a decoder circuit in order to reduce power consumption of a mobile device.

OSトランジスタはオフ電流が非常に小さい。そのことを利用して、静止画像を表示する際のリフレッシュ頻度を少なくし、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイの消費電力を低減する技術が特許文献3に開示されている。なお、本明細書において、上述の表示装置の消費電力を減らす技術を、アイドリングストップ駆動と呼称する。   The OS transistor has a very small off-state current. A technique for reducing the power consumption of a liquid crystal display or an organic EL display by utilizing this fact and reducing the refresh frequency when displaying a still image is disclosed in Patent Document 3. In the present specification, the technique for reducing the power consumption of the display device described above is referred to as idling stop driving.

国際公開第2007/041150号公報International Publication No. 2007/041150 特開2011−085918号公報JP 2011-085918 A 特開2011−141522号公報JP 2011-141522 A

外光を利用して表示を行う方法として、反射型液晶表示装置がある。反射型液晶表示装置ではバックライトを必要としないため低消費電力であるが、明るい外光が得られる場所でないと良好な表示を行えない。EL(Electroluminescence)素子は自発光素子であるため、発光表示装置は暗い場所で良好な表示ができる一方、明るい場所では、外光に対して輝度が固定されるため、視認性が低下してしまう課題がある。   As a method for performing display using external light, there is a reflective liquid crystal display device. A reflective liquid crystal display device does not require a backlight and thus consumes low power. However, good display cannot be achieved unless the place is where bright outside light can be obtained. Since the EL (Electroluminescence) element is a self-luminous element, the light-emitting display device can perform good display in a dark place. On the other hand, the brightness is fixed with respect to outside light in a bright place. There are challenges.

明るい外光が得られる場所でスマートフォン、タブレット、電子ブック、及びパーソナルコンピュータなどが使用されることが多くなってきた。その中でも、スマートフォン、タブレットなど、明るい外光が得られる場所で使用されるモバイル機器は、視認性を上げるために高輝度で表示される。そのため電力を消費しやすい。従って、長時間の使用に耐えられるようにバッテリの容量を大きくする必要がある。ただしバッテリの容量を大きくすると、モバイル機器が重くなる課題がある。   Smartphones, tablets, electronic books, personal computers, and the like are often used in places where bright external light can be obtained. Among them, a mobile device used in a place where bright external light can be obtained, such as a smartphone and a tablet, is displayed with high luminance in order to improve visibility. Therefore, it is easy to consume electric power. Therefore, it is necessary to increase the capacity of the battery so that it can be used for a long time. However, when the capacity of the battery is increased, there is a problem that the mobile device becomes heavy.

スマートフォン、タブレット、及び電子ブックなどで長時間の使用をするとき、消費電力を小さくする必要がある。消費電力を制御する代表的な方法としてパワーゲーティングやクロックゲーティングなどの制御方法がある。表示装置の場合は、表示の更新回数を減らすなどの方法が提案されている。しかしながら表示の更新間隔が長くなると、データを保持するスイッチトランジスタで電荷のリークが発生する。電荷のリークによって保持されているデータが劣化しちらつきが発生することで、視認性が低下する課題がある。   When using a smartphone, a tablet, an electronic book, or the like for a long time, it is necessary to reduce power consumption. As typical methods for controlling power consumption, there are control methods such as power gating and clock gating. In the case of a display device, methods such as reducing the number of display updates have been proposed. However, when the display update interval becomes longer, charge leakage occurs in the switch transistor that holds data. There is a problem in that the visibility is lowered because data held by charge leakage deteriorates and flickers.

また、表示情報の多様化により、折り畳み式のゲーム機や、可撓性を有するフレキシブルディスプレイを備えた電子機器が開発されている。しかし、折り畳み式のゲーム機は、少なくとも2つの異なる表示領域が採用されている。また、フレキシブルディスプレイを備えた電子機器では、曲面を有するため表示方向が一つとは限らない。2つ、もしくは曲面を有する表示領域を、一つの表示領域として扱うときは、表示角度が異なるため視認性に課題がある。さらに、2つの表示領域を制御するには、ICなどの部品数が増える課題がある。   In addition, with the diversification of display information, a folding game machine and an electronic device including a flexible display having flexibility have been developed. However, the folding game machine employs at least two different display areas. Further, an electronic device including a flexible display has a curved surface, and thus the display direction is not limited to one. When two or curved display areas are handled as one display area, there is a problem in visibility because the display angles are different. Furthermore, in order to control the two display areas, there is a problem that the number of components such as an IC increases.

上記問題に鑑み、本発明の一態様は、新規な構成の表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、表示の視認性を向上させる表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、消費電力を低減させる電子機器を提供することを課題の一とする。   In view of the above problems, an object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with a novel structure. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a display device that improves display visibility. Another object of one embodiment of the present invention is to provide an electronic device that reduces power consumption.

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。   Note that the description of these problems does not disturb the existence of other problems. Note that one embodiment of the present invention does not have to solve all of these problems. Issues other than these will be apparent from the description of the specification, drawings, claims, etc., and other issues can be extracted from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc. It is.

なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び/又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。   Note that the problems of one embodiment of the present invention are not limited to the problems listed above. The problems listed above do not disturb the existence of other problems. Other issues are issues not mentioned in this section, which are described in the following description. Problems not mentioned in this item can be derived from descriptions of the specification or drawings by those skilled in the art, and can be appropriately extracted from these descriptions. Note that one embodiment of the present invention solves at least one of the above-described description and / or other problems.

本発明の一態様は、第1の面と、第2の面と、第3の面とを有し、第1の面と、第3の面とは、第2の面を介して連続しており、第1の面と、第3の面の間には、曲率を有する前記第2の面を有し、第1の面には、第1の表示領域を有し、第2の面には、第2の表示領域を有し、第3の面には、第3の表示領域を有し、第1の表示領域および第2の表示領域を用いて第4の表示領域を構成し、第2の表示領域および第3の表示領域を用いて第5の表示領域を構成し、第1の表示領域及び第2の表示領域と、第3の表示領域とを用いて第6の表示領域を構成することを特徴とする表示装置である。   One embodiment of the present invention includes a first surface, a second surface, and a third surface, and the first surface and the third surface are continuous through the second surface. The second surface having the curvature is provided between the first surface and the third surface, the first surface has the first display area, and the second surface Has a second display area, the third surface has a third display area, and the fourth display area is configured by using the first display area and the second display area. The fifth display area is configured using the second display area and the third display area, and the sixth display area is configured using the first display area, the second display area, and the third display area. A display device is characterized by constituting a region.

上記各構成において、第1の表示領域と、第2の表示領域と、第3の表示領域と、は、複数の画素を有し、画素は、第1の表示素子と、第2の表示素子と、を有し、第1の表示素子は、外光に含まれる可視光を反射するための反射電極を有し、反射電極は、開口領域又は切欠き領域を有し、第2の表示素子は、開口領域又は切欠き領域から、可視光を透過して表示する機能を有し、第1の表示素子と、第2の表示素子は、異なる階調を表示する機能を有する表示装置が好ましい。   In each of the above structures, the first display area, the second display area, and the third display area have a plurality of pixels, and the pixels include the first display element and the second display element. The first display element has a reflective electrode for reflecting visible light included in external light, the reflective electrode has an opening region or a notch region, and the second display element Has a function of transmitting visible light from an opening region or a notch region, and the first display element and the second display element are preferably a display device having a function of displaying different gradations. .

上記各構成において、第1の面における第1の視野角と、第3の面における第2の視野角とを有し、第1の視野角と第2の視野角が重なる領域を有することを特徴とする表示装置が好ましい。   In each of the above configurations, the first viewing angle on the first surface and the second viewing angle on the third surface, and a region where the first viewing angle and the second viewing angle overlap. The characteristic display device is preferred.

上記各構成において、前記第2の表示素子は、前記開口領域又は前記切欠き領域と同じ面積の第1の領域と、前記開口領域又は前記切欠き領域よりも大きな面積の第2の領域とを有し、
前記第2の領域は、第1の表示領域における第2の表示素子の視野角と、第3の表示領域における第2の表示素子の視野角とを、広げる機能を有し、第1の表示領域における第2の表示素子の視野角は、第3の表示領域における第2の表示素子の視野角と重なる領域を有することを特徴とする表示装置が好ましい。
In each of the above configurations, the second display element includes a first region having the same area as the opening region or the notch region, and a second region having a larger area than the opening region or the notch region. Have
The second area has a function of widening the viewing angle of the second display element in the first display area and the viewing angle of the second display element in the third display area. The display device is preferably characterized in that the viewing angle of the second display element in the region overlaps the viewing angle of the second display element in the third display region.

上記各構成において、第1の表示領域及び第3の表示領域それぞれにおいて、第2の表示素子は、開口領域又は切欠き領域と重なる第1の領域と、開口領域又は切欠き領域と重ならない第2の領域とを有し、第1の表示領域における第2の領域の面積は、第3の表示領域における第2の領域の面積と異なることを特徴とする表示装置が好ましい。   In each of the above structures, in each of the first display area and the third display area, the second display element includes a first area that overlaps the opening area or the notch area and a first area that does not overlap the opening area or the notch area. Preferably, the display device is characterized in that the area of the second region in the first display region is different from the area of the second region in the third display region.

上記各構成において、第1の表示素子は、反射型の液晶素子である表示装置が好ましい。   In each of the above structures, a display device in which the first display element is a reflective liquid crystal element is preferable.

上記各構成において、第2の表示素子は、発光素子である表示装置が好ましい。   In each of the above structures, the second display element is preferably a display device that is a light-emitting element.

上記各構成のいずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する表示装置が好ましい。   The display device having any one of the above structures preferably includes a transistor, and the transistor is preferably a display device including a metal oxide in a semiconductor layer.

上記各構成において、トランジスタは、バックゲートを有することを特徴とする表示装置が好ましい。   In each of the above structures, the display device is preferably characterized in that the transistor has a back gate.

上記各構成において、第1の表示素子が反射する第1の光、及び第2の表示素子が発する第2の光のうち、いずれか一方又は両方により、画像を表示する機能を有する表示装置が好ましい。   In each of the above structures, a display device having a function of displaying an image by one or both of the first light reflected by the first display element and the second light emitted by the second display element. preferable.

上記各構成のいずれか一の表示装置と、タッチセンサとを有することを特徴とする表示モジュールが好ましい。   A display module including any one of the above-described display devices and a touch sensor is preferable.

上記各構成のいずれか一の表示装置、又は表示モジュールと、CPUとバッテリとを有することを特徴とする電子機器が好ましい。   An electronic device including any one of the above-described display devices or display modules, a CPU, and a battery is preferable.

本発明の一態様は、新規な構成の表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様は、表示の視認性を向上させる表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様は、消費電力を低減させる電子機器を提供することができる。   One embodiment of the present invention can provide a display device having a novel structure. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a display device that can improve display visibility can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, an electronic device that reduces power consumption can be provided.

なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び/又は他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。   Note that the effects of one embodiment of the present invention are not limited to the effects listed above. The effects listed above do not preclude the existence of other effects. The other effects are effects not mentioned in this item described in the following description. Effects not mentioned in this item can be derived from the description of the specification or drawings by those skilled in the art, and can be appropriately extracted from these descriptions. Note that one embodiment of the present invention has at least one of the above effects and / or other effects. Accordingly, one embodiment of the present invention may not have the above-described effects depending on circumstances.

(A)電子機器の側面図。(B)表示装置の構成を説明する断面図。(A) The side view of an electronic device. (B) A cross-sectional view illustrating a structure of a display device. 表示装置の断面図。Sectional drawing of a display apparatus. 電子機器の配置図。FIG. 電子機器の構成例。Configuration example of an electronic device. 画素を説明する回路図。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a pixel. 画素の構成を説明する図。FIG. 9 illustrates a structure of a pixel. 画素の構成を説明する断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel. トランジスタの構成を説明する図。3A and 3B illustrate a structure of a transistor. (A)表示装置の構成を説明する図。(B)表示モジュールの一例を示す図。FIG. 5A illustrates a structure of a display device. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a display module. (A)ナビゲーションシステムの構成例。(B)ナビゲーションシステムのブロック図。(A) Configuration example of navigation system. (B) A block diagram of the navigation system. 表示モードを説明する表。A table describing the display mode. フローチャート。flowchart. 試料のXRDスペクトルの測定結果を説明する図。The figure explaining the measurement result of the XRD spectrum of a sample. 試料のTEM像、及び電子線回折パターンを説明する図。The figure explaining the TEM image of a sample, and an electron beam diffraction pattern. 試料のEDXマッピングを説明する図。The figure explaining the EDX mapping of a sample. 電子機器の構成例を説明する図。8A and 8B illustrate a structural example of an electronic device.

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. However, the embodiments can be implemented in many different modes, and it is easily understood by those skilled in the art that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope thereof. . Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the following embodiments.

また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。   In the drawings, the size, the layer thickness, or the region is exaggerated for simplicity in some cases. Therefore, it is not necessarily limited to the scale. The drawings schematically show an ideal example, and are not limited to the shapes or values shown in the drawings.

また、本明細書にて用いる「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。   In addition, the ordinal numbers “first”, “second”, and “third” used in the present specification are attached to avoid confusion between components, and are not limited numerically. Appendices.

また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。   In addition, in this specification, terms indicating arrangement such as “above” and “below” are used for convenience to describe the positional relationship between components with reference to the drawings. Moreover, the positional relationship between components changes suitably according to the direction which draws each structure. Therefore, the present invention is not limited to the words and phrases described in the specification, and can be appropriately rephrased depending on the situation.

また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイン領域又はドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域又はソース電極)の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。   In this specification and the like, a transistor is an element having at least three terminals including a gate, a drain, and a source. A channel region is provided between the drain (drain terminal, drain region or drain electrode) and the source (source terminal, source region or source electrode), and a current flows through the drain, channel region, and source. It is something that can be done. Note that in this specification and the like, a channel region refers to a region through which a current mainly flows.

また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。   In addition, the functions of the source and drain may be switched when transistors having different polarities are employed or when the direction of current changes during circuit operation. Therefore, in this specification and the like, the terms source and drain can be used interchangeably.

また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。   In addition, in this specification and the like, “electrically connected” includes a case of being connected via “thing having some electric action”. Here, the “thing having some electric action” is not particularly limited as long as it can exchange electric signals between connection targets. For example, “thing having some electric action” includes electrodes, wiring, switching elements such as transistors, resistance elements, inductors, capacitors, and other elements having various functions.

また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−10°以上10°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、85°以上95°以下の場合も含まれる。   Further, in this specification and the like, “parallel” means a state in which two straight lines are arranged at an angle of −10 ° to 10 °. Therefore, the case of −5 ° to 5 ° is also included. “Vertical” refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of 80 ° to 100 °. Therefore, the case of 85 ° to 95 ° is also included.

また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。   In this specification and the like, the terms “film” and “layer” can be interchanged with each other. For example, the term “conductive layer” may be changed to the term “conductive film”. Alternatively, for example, the term “insulating film” may be changed to the term “insulating layer”.

また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態(非導通状態、遮断状態、ともいう)にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、nチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも低い状態、pチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高い状態をいう。例えば、nチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。   In this specification and the like, unless otherwise specified, off-state current refers to drain current when a transistor is off (also referred to as a non-conduction state or a cutoff state). The off state is a state where the voltage Vgs between the gate and the source is lower than the threshold voltage Vth in the n-channel transistor, and the voltage Vgs between the gate and the source in the p-channel transistor unless otherwise specified. Is higher than the threshold voltage Vth. For example, the off-state current of an n-channel transistor sometimes refers to a drain current when the voltage Vgs between the gate and the source is lower than the threshold voltage Vth.

トランジスタのオフ電流は、Vgsに依存する場合がある。従って、トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、トランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のVgsにおけるオフ状態、所定の範囲内のVgsにおけるオフ状態、又は、十分に低減されたオフ電流が得られるVgsにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。   The off-state current of the transistor may depend on Vgs. Therefore, the off-state current of the transistor being I or less sometimes means that there exists a value of Vgs at which the off-state current of the transistor is I or less. The off-state current of a transistor may refer to an off-state current in an off state at a predetermined Vgs, an off state in a Vgs within a predetermined range, or an off state in Vgs at which a sufficiently reduced off current is obtained.

一例として、しきい値電圧Vthが0.5Vであり、Vgsが0.5Vにおけるドレイン電流が1×10−9Aであり、Vgsが0.1Vにおけるドレイン電流が1×10−13Aであり、Vgsが−0.5Vにおけるドレイン電流が1×10−19Aであり、Vgsが−0.8Vにおけるドレイン電流が1×10−22Aであるようなnチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Vgsが−0.5Vにおいて、又は、Vgsが−0.5V乃至−0.8Vの範囲において、1×10−19A以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は1×10−19A以下である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が1×10−22A以下となるVgsが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は1×10−22A以下である、と言う場合がある。 As an example, when the threshold voltage Vth is 0.5 V, the drain current when Vgs is 0.5 V is 1 × 10 −9 A, and the drain current when Vgs is 0.1 V is 1 × 10 −13 A. Assume that the n-channel transistor has a drain current of 1 × 10 −19 A when Vgs is −0.5 V and a drain current of 1 × 10 −22 A when Vgs is −0.8 V. Since the drain current of the transistor is 1 × 10 −19 A or less when Vgs is −0.5 V or Vgs is in the range of −0.5 V to −0.8 V, the off-state current of the transistor is 1 It may be said that it is below x10 <-19> A. Since there is Vgs at which the drain current of the transistor is 1 × 10 −22 A or less, the off-state current of the transistor may be 1 × 10 −22 A or less.

また、本明細書等では、チャネル幅Wを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Wあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅(例えば1μm)あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流/長さの次元を持つ単位(例えば、A/μm)で表される場合がある。   In this specification and the like, the off-state current of a transistor having a channel width W may be represented by a current value flowing around the channel width W. In some cases, the current value flows around a predetermined channel width (for example, 1 μm). In the latter case, the unit of off-current may be represented by a unit having a current / length dimension (for example, A / μm).

トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、室温、60℃、85℃、95℃、又は125℃におけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃乃至35℃のいずれか一の温度)におけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、室温、60℃、85℃、95℃、125℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃乃至35℃のいずれか一の温度)、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを指す場合がある。   The off-state current of a transistor may depend on temperature. In this specification, off-state current may represent off-state current at room temperature, 60 ° C., 85 ° C., 95 ° C., or 125 ° C. unless otherwise specified. Alternatively, at a temperature at which reliability of the semiconductor device including the transistor is guaranteed or a temperature at which the semiconductor device including the transistor is used (for example, any one temperature of 5 ° C. to 35 ° C.). May represent off-state current. The off-state current of a transistor is I or less means that room temperature, 60 ° C., 85 ° C., 95 ° C., 125 ° C., a temperature at which the reliability of the semiconductor device including the transistor is guaranteed, or the transistor is included. There may be a case where there is a value of Vgs at which the off-state current of the transistor is equal to or lower than I at a temperature (for example, any one of 5 ° C. to 35 ° C.) at which the semiconductor device or the like is used.

トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧Vdsに依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、又は20Vにおけるオフ電流を表す場合がある。又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるVds、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるVdsにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、20V、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証されるVds、又は、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるVds、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを指す場合がある。   The off-state current of the transistor may depend on the voltage Vds between the drain and the source. In this specification, the off-state current is Vds of 0.1V, 0.8V, 1V, 1.2V, 1.8V, 2.5V, 3V, 3.3V, 10V, 12V, 16V unless otherwise specified. Or an off-current at 20V. Alternatively, Vds in which reliability of a semiconductor device or the like including the transistor is guaranteed, or an off-current in Vds used in the semiconductor device or the like including the transistor may be represented. The off-state current of the transistor is equal to or less than I. Vds is 0.1V, 0.8V, 1V, 1.2V, 1.8V, 2.5V, 3V, 3.3V, 10V, 12V, 16V, 20V There is a value of Vgs at which the off-state current of the transistor in Vds at which the reliability of the semiconductor device including the transistor is guaranteed or Vds used in the semiconductor device including the transistor is equal to or less than I. May be pointed to.

上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。   In the description of the off-state current, the drain may be read as the source. That is, the off-state current sometimes refers to a current that flows through the source when the transistor is off.

また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。   In this specification and the like, the term “leakage current” may be used in the same meaning as off-state current. In this specification and the like, off-state current may refer to current that flows between a source and a drain when a transistor is off, for example.

なお、電圧とは2点間における電位差のことをいい、電位とはある一点における静電場の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー(電気的な位置エネルギー)のことをいう。ただし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位(例えば接地電位)との電位差のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。   The voltage refers to a potential difference between two points, and the potential refers to electrostatic energy (electric potential energy) possessed by a unit charge in an electrostatic field at a certain point. However, generally, a potential difference between a potential at a certain point and a reference potential (for example, ground potential) is simply referred to as a potential or a voltage, and the potential and the voltage are often used as synonyms. Therefore, in this specification, unless otherwise specified, the potential may be read as a voltage, or the voltage may be read as a potential.

また、ハイブリッド表示方法とは、同一画素又は同一サブ画素において複数の光を表示し、文字又は/及び画像を表示する方法である。また、ハイブリッドディスプレイとは、表示部に含まれる同一画素又は同一サブ画素において複数の光を表示し、文字又は/及び画像を表示する集合体である。   The hybrid display method is a method of displaying a plurality of lights in the same pixel or the same sub-pixel and displaying characters or / and images. The hybrid display is an aggregate that displays a plurality of lights and displays characters or / and images in the same pixel or the same sub-pixel included in the display unit.

ハイブリッド表示方法の一例としては、同一画素又は同一サブ画素において、第1の光と、第2の光の表示タイミングを異ならせて表示する方法がある。このとき、同一画素又は同一サブ画素において、同一色調(赤、緑、又は青、もしくはシアン、マゼンタ、又はイエローのいずれかの一)の第1の光及び第2の光を同時に表示し、表示部において文字又は/及び画像を表示させることができる。   As an example of the hybrid display method, there is a method of displaying the first light and the second light with different display timings in the same pixel or the same sub-pixel. At this time, in the same pixel or the same sub-pixel, the first light and the second light having the same color tone (red, green, or blue, or any one of cyan, magenta, or yellow) are displayed simultaneously. Characters and / or images can be displayed in the section.

また、ハイブリッド表示方法の一例としては、反射光と自発光とを同一画素又は同一サブ画素で表示する方法がある。同一色調の反射光及び自発光(例えば、OEL光、LED光等)を、同一画素又は同一サブ画素で、同時に表示させることができる。   In addition, as an example of the hybrid display method, there is a method of displaying reflected light and self-light emission in the same pixel or the same sub-pixel. Reflected light of the same color and self-emission (for example, OEL light, LED light, etc.) can be simultaneously displayed on the same pixel or the same sub-pixel.

なお、ハイブリッド表示方法において、同一画素又は同一サブ画素ではなく、隣接する画素又は隣接するサブ画素において、複数の光を表示してもよい(1の一部)。また、第1の光及び第2の光を同時に表示するとは、人の目の感覚でちらつきを感知しない程度に第1の光及び第2の光を同じ期間表示することをいい、人の目の感覚でちらつきを感知しなければ、第1の光の表示期間と第2の光の表示期間がずれていてもよい。   Note that in the hybrid display method, a plurality of lights may be displayed not in the same pixel or the same sub-pixel but in an adjacent pixel or an adjacent sub-pixel (part of 1). In addition, displaying the first light and the second light at the same time means displaying the first light and the second light for the same period to the extent that the flicker is not sensed by human eyes. If the flicker is not sensed with the sense, the display period of the first light and the display period of the second light may be shifted.

また、ハイブリッドディスプレイは、同一の画素又は同一のサブ画素において、複数の表示素子を有し、同じ期間に複数の表示素子それぞれが表示する集合体である。また、ハイブリッドディスプレイは、同一の画素又は同一のサブ画素において、複数の表示素子と、表示素子を駆動する能動素子とを有する。能動素子として、スイッチ、トランジスタ、薄膜トランジスタ等がある。複数の表示素子それぞれに能動素子が接続されているため、複数の表示素子それぞれの表示を個別に制御することができる。   The hybrid display is an aggregate that includes a plurality of display elements in the same pixel or the same sub-pixel, and each of the plurality of display elements displays in the same period. In addition, the hybrid display includes a plurality of display elements and active elements that drive the display elements in the same pixel or the same sub-pixel. Examples of active elements include switches, transistors, and thin film transistors. Since the active element is connected to each of the plurality of display elements, the display of each of the plurality of display elements can be individually controlled.

(実施の形態1)
本実施の形態では、電子機器の筐体に備えた少なくとも1つの表示装置が、筐体が有するヒンジにより、異なる方向に向けて表示させる機能を有した表示装置について、図1乃至図8を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, FIGS. 1 to 8 are used for a display device in which at least one display device provided in a housing of an electronic device has a function of displaying in different directions by a hinge included in the housing. I will explain.

図1(A)は、折り畳み可能な電子機器を示している。図1(A)に示す電子機器10は、筐体11と筐体12とヒンジ13と、表示装置14を有している。筐体11と、筐体12とは、ヒンジ13で回転可能に連結されている。電子機器10は、筐体11と、筐体12とが閉じた状態と、図1(A)に示すように開いた状態と、に変形することができる。これにより持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。   FIG. 1A illustrates a foldable electronic device. An electronic device 10 illustrated in FIG. 1A includes a housing 11, a housing 12, a hinge 13, and a display device 14. The casing 11 and the casing 12 are coupled to each other by a hinge 13 so as to be rotatable. The electronic device 10 can be deformed into a state in which the housing 11 and the housing 12 are closed, and an open state as shown in FIG. Thereby, when carrying, it is excellent in portability, and when used, it is excellent in visibility due to a large display area.

また、ヒンジ13は筐体11と筐体12とを開いたときに、これらの角度より大きい角度にならないように、ロック機構を有することが望ましい。例えば、ロックがかかる(それ以上に開かない)角度は、90度以上180度未満であることが望ましく、代表的には、90度、120度、135度、又は150度、175度などとすることができる。これにより利便性、安全性、及び信頼性を高めることができる。図1(A)では、135度でロックがかかる例について説明をする。   Further, it is desirable that the hinge 13 has a lock mechanism so that the angle does not become larger than these angles when the housing 11 and the housing 12 are opened. For example, it is desirable that the angle at which the lock is applied (not opened further) is 90 degrees or more and less than 180 degrees, and typically 90 degrees, 120 degrees, 135 degrees, 150 degrees, 175 degrees, or the like. be able to. Thereby, convenience, safety, and reliability can be improved. In FIG. 1A, an example of locking at 135 degrees will be described.

表示装置14はタッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより走査することができる。   The display device 14 functions as a touch panel and can be scanned with a finger or a stylus.

筐体11又は筐体12のいずれか一には、無線通信モジュールが設けられ、インターネットやLAN(Local Area Network)、Wi−Fi(Wireless Fidelity:登録商標)などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。   One of the housing 11 and the housing 12 is provided with a wireless communication module, and data is transmitted via a computer network such as the Internet, a LAN (Local Area Network), and Wi-Fi (Wireless Fidelity: registered trademark). It is possible to send and receive.

表示装置14には、一つのフレキシブルディスプレイで構成されていることが好ましい。これにより、筐体11と筐体12の間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。なお、筐体11と筐体12のそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成としてもよい。   The display device 14 is preferably composed of one flexible display. Thereby, it is possible to perform continuous display without interruption between the housing 11 and the housing 12. In addition, it is good also as a structure by which a display is provided in each of the housing | casing 11 and the housing | casing 12. FIG.

図1(A)に示す電子機器10は、ヒンジ13により連結された筐体11と筐体12に亘って、フレキシブルな表示装置14が設けられている。   In the electronic device 10 illustrated in FIG. 1A, a flexible display device 14 is provided across a housing 11 and a housing 12 connected by a hinge 13.

図1(A)では、筐体11と筐体12とを開いたときに、表示装置14が大きく湾曲した形態で保持されている。例えば、曲率半径を1mm以上50mm以下、好ましくは5mm以上30mm以下の状態で、表示装置14が保持された状態とすることができる。表示装置14の一部は、筐体11から筐体12にかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。   In FIG. 1A, when the housing 11 and the housing 12 are opened, the display device 14 is held in a greatly curved form. For example, the display device 14 can be held in a state where the radius of curvature is 1 mm to 50 mm, preferably 5 mm to 30 mm. A part of the display device 14 has pixels continuously arranged from the housing 11 to the housing 12 so that curved display can be performed.

ヒンジ13は、上述したロック機構を有しているため、表示装置14に無理な力がかかることなく、表示装置14が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い電子機器を実現できる。   Since the hinge 13 has the lock mechanism described above, the display device 14 can be prevented from being damaged without applying an excessive force to the display device 14. Therefore, a highly reliable electronic device can be realized.

表示装置14は、表示領域51と、表示領域52と、表示領域53と、を有している。筐体11には、表示領域51が配置され、筐体12には、表示領域52が配置されている。筐体11と筐体12は、ヒンジ13によって連結されており、筐体11、ヒンジ13、及び筐体12に、表示領域53が配置されている。ヒンジ13によって、表示装置430は、表示領域51と異なる角度に表示領域52を固定する機能を有しているため、表示領域53は曲率を有することで、シームレスな表示面を構成することができる。   The display device 14 includes a display area 51, a display area 52, and a display area 53. A display area 51 is arranged in the casing 11, and a display area 52 is arranged in the casing 12. The housing 11 and the housing 12 are connected by a hinge 13, and a display area 53 is disposed in the housing 11, the hinge 13, and the housing 12. Since the display device 430 has a function of fixing the display area 52 at an angle different from that of the display area 51 by the hinge 13, the display area 53 has a curvature, so that a seamless display surface can be configured. .

表示装置14は、複数の画素100を有している。図1(B)に、本発明の一態様に係る画素100の断面の構造を一例として示す。回路の詳細は、図5にて説明するが、図1(B)に示す画素100は、トランジスタ111と、表示素子113と、トランジスタ121と、トランジスタ122と、表示素子127とを有する。そして、トランジスタ111と、表示素子113と、トランジスタ121と、トランジスタ122と、表示素子127とは、基板101と基板102の間に位置する。   The display device 14 has a plurality of pixels 100. FIG. 1B illustrates an example of a cross-sectional structure of the pixel 100 according to one embodiment of the present invention. Although details of the circuit will be described with reference to FIGS. 5A and 5B, the pixel 100 illustrated in FIG. 1B includes a transistor 111, a display element 113, a transistor 121, a transistor 122, and a display element 127. The transistor 111, the display element 113, the transistor 121, the transistor 122, and the display element 127 are located between the substrate 101 and the substrate 102.

また、画素100において表示素子113は、画素電極114と、共通電極115と、反射電極208と、液晶層116とを有する。画素電極114と、反射電極208と、は電気的に接続されている。画素電極114は、反射電極208を介してトランジスタ111に電気的に接続されている。そして、画素電極114と共通電極115の間に印加された電圧にしたがって液晶層116の配向が制御される。なお、図1(B)では、反射電極208が可視光を反射する機能を有し、共通電極115が可視光を透過する機能を有する場合を例示しており、基板102側から入射した光が矢印で示すように反射電極208において反射し、再び基板102側から放射される。   In the pixel 100, the display element 113 includes a pixel electrode 114, a common electrode 115, a reflective electrode 208, and a liquid crystal layer 116. The pixel electrode 114 and the reflective electrode 208 are electrically connected. The pixel electrode 114 is electrically connected to the transistor 111 through the reflective electrode 208. Then, the orientation of the liquid crystal layer 116 is controlled according to the voltage applied between the pixel electrode 114 and the common electrode 115. Note that FIG. 1B illustrates the case where the reflective electrode 208 has a function of reflecting visible light and the common electrode 115 has a function of transmitting visible light, and light incident from the substrate 102 side is illustrated. As shown by the arrow, the light is reflected by the reflective electrode 208 and is emitted again from the substrate 102 side.

表示素子127は、画素電極125と、電界発光層124と、共通電極126と、を有している。表示素子127は、トランジスタ122に電気的に接続されている。表示素子127から発せられる光は、基板102側に放射される。   The display element 127 includes a pixel electrode 125, an electroluminescent layer 124, and a common electrode 126. The display element 127 is electrically connected to the transistor 122. Light emitted from the display element 127 is emitted to the substrate 102 side.

なお、図1(B)では、反射電極208が可視光を反射する機能を有し、共通電極115が可視光を透過する機能を有する場合を例示しているため、表示素子127から発せられる光は、矢印で示すように反射電極208に設けられた開口領域150H(又は切欠き領域)を導光路として通過し、共通電極115が位置する領域を透過して、基板102側から放射される。本実施の形態では、反射電極208に開口領域150Hを有した場合を例に挙げて説明をするが、反射電極208は、切欠き領域を有する場合もある。   Note that FIG. 1B illustrates a case where the reflective electrode 208 has a function of reflecting visible light and the common electrode 115 has a function of transmitting visible light, and thus light emitted from the display element 127 is illustrated. Passes through the opening region 150H (or the notch region) provided in the reflective electrode 208 as indicated by an arrow as a light guide, passes through the region where the common electrode 115 is located, and is emitted from the substrate 102 side. In this embodiment, the case where the reflective electrode 208 has the opening region 150H is described as an example. However, the reflective electrode 208 may have a notch region.

そして、図1(B)に示す画素100では、トランジスタ111と、トランジスタ121と、トランジスタ122とが同一の層200に位置しており、トランジスタ111と、トランジスタ122と、トランジスタ121とが含まれた層200は、表示素子113の下層に設けられ、表示素子127は層200の上層に設けられる。なお、少なくとも、トランジスタ111が有する半導体層と、トランジスタ121及びトランジスタ122が有する半導体層とが同一の絶縁層の表面上に位置している場合、トランジスタ111と、トランジスタ121及びトランジスタ122が、同一の層200に含まれているといえる。   In the pixel 100 illustrated in FIG. 1B, the transistor 111, the transistor 121, and the transistor 122 are located in the same layer 200, and the transistor 111, the transistor 122, and the transistor 121 are included. The layer 200 is provided below the display element 113, and the display element 127 is provided above the layer 200. Note that at least when the semiconductor layer included in the transistor 111 and the semiconductor layers included in the transistor 121 and the transistor 122 are located on the surface of the same insulating layer, the transistor 111, the transistor 121, and the transistor 122 are the same. It can be said that it is included in the layer 200.

上記構成により、トランジスタ111と、トランジスタ121と、トランジスタ122とを、共通の工程で作製することができる。   With the above structure, the transistor 111, the transistor 121, and the transistor 122 can be manufactured through a common process.

表示素子127は、開口領域150Hに重なり合う領域が、発光することが望ましい。開口領域150Hから放射する光を効率よく用いるために、絶縁層216に開口領域160Hを有することで、表示素子127の発光領域を決めることができる。   In the display element 127, it is preferable that a region overlapping the opening region 150H emits light. In order to efficiently use the light emitted from the opening region 150H, the light-emitting region of the display element 127 can be determined by providing the insulating layer 216 with the opening region 160H.

表示素子127は、開口領域160Hに重なる領域に画素電極125を設け、その下に電界発光層124を設け、電界発光層124の下に、共通電極126を設けることで形成する。   The display element 127 is formed by providing the pixel electrode 125 in a region overlapping with the opening region 160H, providing the electroluminescent layer 124 under the pixel electrode 125, and providing the common electrode 126 under the electroluminescent layer 124.

開口領域160Hに形成された表示素子127は、開口領域150Hより大きくすることにより、表示素子127の視野角を広くすることができる。そのため、表示素子127の外周部から、開口領域150Hの外周部を結んだ直線の内側を導光路とすることができる。導光路には、導電層を配置しないことが望ましい。導電層が導光路内に配置されたとき、導電層は反射率が高いため遮光膜となり、光の取り出し効率が低下する。従って、視野角により階調が変化することになる。ただし、導電層でも透光性を有する場合は、その限りではない。   The viewing angle of the display element 127 can be widened by making the display element 127 formed in the opening area 160H larger than the opening area 150H. Therefore, the inside of a straight line connecting the outer peripheral portion of the display element 127 and the outer peripheral portion of the opening region 150H can be used as a light guide path. It is desirable not to arrange a conductive layer in the light guide path. When the conductive layer is disposed in the light guide path, the conductive layer has a high reflectance, so that it becomes a light shielding film, and the light extraction efficiency decreases. Therefore, the gradation changes depending on the viewing angle. However, this is not the case when the conductive layer has translucency.

図2は、図1(A)の表示領域51の画素A1と、表示領域52の画素A2を示す。画素A1及び画素A2それぞれが有する、表示素子113と、表示素子127との位置関係を示した。ここで示す画素A1は、筐体11が閉じた状態から135度開いた位置で固定されたときの例である。ただし説明を簡単にするために、筐体11が、180度開いた位置から、45度立ち上がった位置で固定されたとして説明をする。   FIG. 2 shows a pixel A1 in the display area 51 and a pixel A2 in the display area 52 in FIG. The positional relationship between the display element 113 and the display element 127 included in each of the pixel A1 and the pixel A2 is shown. The pixel A1 shown here is an example when the housing 11 is fixed at a position opened 135 degrees from the closed state. However, in order to simplify the description, it is assumed that the housing 11 is fixed at a position that rises 45 degrees from a position that opens 180 degrees.

画素A1が有する表示素子113は、筐体11が固定された角度R45の角度を有する表示面B1に沿って配置されている。表示素子127は、表示面B1に平行に位置する表示面B11に沿って配置されている。角度R45は、表示面B1を基準にした45度を意味する。表示素子113の有する反射電極の位置から、表示素子127までの距離は、距離dで示すことができる。距離dの詳細な説明は、図7にて示す。   The display element 113 included in the pixel A1 is disposed along the display surface B1 having an angle R45 to which the housing 11 is fixed. The display element 127 is disposed along the display surface B11 located in parallel with the display surface B1. The angle R45 means 45 degrees with respect to the display surface B1. A distance from the position of the reflective electrode included in the display element 113 to the display element 127 can be represented by a distance d. A detailed description of the distance d is shown in FIG.

表示素子113が有する反射電極は、開口領域150Hを有している。開口領域150Hの中心位置は、表示素子127が配置される開口領域160Hの中心位置と重なって配置されている。表示素子127は、表示方向B2に向けて角度R90で光を放射し、表示を行う。角度R90は、表示面B1を基準にした90度の方向を意味する。従って、電子機器10の操作者が表示面B1に角度R90の位置で表示領域51を見た場合、表示素子127の階調と、輝度とは、正しく操作者に向けて表示することができる。   The reflective electrode included in the display element 113 has an opening region 150H. The center position of the opening region 150H is disposed so as to overlap with the center position of the opening region 160H in which the display element 127 is disposed. The display element 127 emits light at an angle R90 in the display direction B2 and performs display. The angle R90 means a direction of 90 degrees with respect to the display surface B1. Therefore, when the operator of the electronic device 10 views the display area 51 on the display surface B1 at the position of the angle R90, the gradation and brightness of the display element 127 can be correctly displayed to the operator.

ただし、操作者は、常に最適な角度R90の位置で表示を見ることはない。従って操作者が、表示素子127の階調を正しく認識できる範囲を広げる必要がある。そのため、表示素子127の視野角を広くする必要がある。   However, the operator does not always see the display at the optimum angle R90. Therefore, it is necessary to widen the range in which the operator can correctly recognize the gradation of the display element 127. Therefore, it is necessary to widen the viewing angle of the display element 127.

従って、表示素子127が形成される開口領域160Hは、開口領域150Hより大きくすることが望ましい。図2の画素A1では、開口領域150Hの外周部より距離aに相当する面積を大きく設定した例を示す。視野角は、距離aにより制御することができる。距離aと距離dで形成される直角三角形で形成される角度が、視野角となる。一例として、表示方向B2を中心にして角度R30を設けた場合は三平方の定理より、距離aを求めることができる。視野角30度を実現するためには、式1で表すことができる。   Therefore, it is desirable that the opening region 160H in which the display element 127 is formed be larger than the opening region 150H. In the pixel A1 of FIG. 2, an example in which the area corresponding to the distance a is set larger than the outer peripheral portion of the opening region 150H is shown. The viewing angle can be controlled by the distance a. The angle formed by the right triangle formed by the distance a and the distance d is the viewing angle. As an example, when the angle R30 is provided with the display direction B2 as the center, the distance a can be obtained from the three-square theorem. In order to realize a viewing angle of 30 degrees, it can be expressed by Equation 1.

a=d/(√3) (式1)   a = d / (√3) (Formula 1)

従って開口領域150Hより距離aに相当する表示素子127の面積を大きくすることで、筐体11が有する表示領域51の視野角を制御することができる。   Therefore, the viewing angle of the display area 51 included in the housing 11 can be controlled by increasing the area of the display element 127 corresponding to the distance a from the opening area 150H.

表示素子113は、入射方向R1から入射した光を反射電極で方向R2に反射することで、表示を行う機能を有している。反射電極が表面に凹凸を有し、入射光を拡散して反射することができる。よって、入射光の方向にかかわらず、視野角が広い表示をすることができる。表示素子113の表示が、反射電極で拡散されて表示されても、表示素子127に対しては影響を及ぼさない。   The display element 113 has a function of performing display by reflecting light incident from the incident direction R1 in the direction R2 with a reflective electrode. The reflective electrode has irregularities on the surface and can diffuse and reflect incident light. Therefore, display with a wide viewing angle can be performed regardless of the direction of incident light. Even if the display of the display element 113 is diffused and displayed by the reflective electrode, the display element 127 is not affected.

次に、画素A2について説明する。筐体12には表示領域52配置され、表示領域52は、画素A2を有している。ここで示す画素A2は、筐体12が水平に置かれた状態で表示しているときの例である。もしくは、電子機器10が操作者によって持って操作され、操作者の視線の方向は表示領域51に直交していると考えてもよい。   Next, the pixel A2 will be described. A display area 52 is disposed in the housing 12, and the display area 52 includes a pixel A2. The pixel A2 shown here is an example when the display is performed with the housing 12 placed horizontally. Alternatively, it may be considered that the electronic device 10 is held and operated by the operator, and the direction of the operator's line of sight is orthogonal to the display area 51.

画素A2が、画素A1と異なる点は、表示素子113が、筐体12が表示面C1に沿って配置されている。表示素子127は、表示面C1に平行に位置する表示面C11に沿って配置されている。表示装置14で形成された、画素A1と、画素A2とは、同じ工程で形成されているため、距離dは同じ距離になる。   The pixel A2 is different from the pixel A1 in that the display element 113 and the housing 12 are arranged along the display surface C1. The display element 127 is arranged along the display surface C11 located in parallel with the display surface C1. Since the pixel A1 and the pixel A2 formed in the display device 14 are formed in the same process, the distance d is the same distance.

画素A2では、視野角を45度として設定した例を示す。視野角45度にするためには、開口領域160は、開口領域150より距離b大きな面積が必要となる。距離bは三平方の定理より式2で管理することができる。角度R45は、45度を意味する。   In the pixel A2, an example in which the viewing angle is set to 45 degrees is shown. In order to obtain a viewing angle of 45 degrees, the opening area 160 needs to have an area larger than the opening area 150 by a distance b. The distance b can be managed by Equation 2 from the three-square theorem. The angle R45 means 45 degrees.

b=d (式2)   b = d (Formula 2)

視野角を45度とすることで、表示素子127の光の放射方向を、画素A1の表示方向の中心と合わせることができる。画素A1と、画素A2とは、表示方向が45度異なっているが、表示素子127の面積を制御することで視野角を拡大し、操作者にとって表示領域51と表示領域52の視認性を劣化させることなく、表示することができる。   By setting the viewing angle to 45 degrees, the light emission direction of the display element 127 can be aligned with the center of the display direction of the pixel A1. Although the display direction of the pixel A1 and the pixel A2 is different by 45 degrees, the viewing angle is enlarged by controlling the area of the display element 127, and the visibility of the display area 51 and the display area 52 is deteriorated for the operator. It is possible to display without making it.

画素A2の表示素子113は、入射方向R3から入射した光を反射電極で方向R4に反射することで、表示を行う機能を有している。反射電極が表面に凹凸を有し、入射光を拡散して反射することで表示してもよい。入射光の方向にかかわらず、視野角が広い表示をすることができる。表示素子113の表示が、反射電極で拡散されて表示されても、表示素子127に対しては影響を及ぼさない。   The display element 113 of the pixel A2 has a function of performing display by reflecting light incident from the incident direction R3 in the direction R4 with a reflective electrode. The reflective electrode may have unevenness on the surface, and display may be performed by diffusing and reflecting incident light. A wide viewing angle can be displayed regardless of the direction of incident light. Even if the display of the display element 113 is diffused and displayed by the reflective electrode, the display element 127 is not affected.

図3では、図2で示した視野角を有した電子機器を、操作者が使用したときの位置関係を示している。筐体11に配置された表示領域51と筐体12に配置された表示領域52が135度(45度立てた位置)で開いた位置で固定された例で説明する。   FIG. 3 shows the positional relationship when the operator uses the electronic device having the viewing angle shown in FIG. A description will be given using an example in which the display area 51 arranged in the housing 11 and the display area 52 arranged in the housing 12 are fixed at a position opened at 135 degrees (position upright at 45 degrees).

表示領域51の画素が有する表示素子127は直交する表示方向R90B(図2の表示方向B2)に表示することができる。表示領域52の画素が有する表示素子127は、距離bを設けることで表示方向R45Cに表示することができる。つまり、視野角を広げることができる。   The display elements 127 included in the pixels of the display area 51 can be displayed in the orthogonal display direction R90B (display direction B2 in FIG. 2). The display element 127 included in the pixel in the display region 52 can be displayed in the display direction R45C by providing the distance b. That is, the viewing angle can be widened.

従って、表示方向R90Bと、表示方向R45C(図2の表示方向C2)とは、同じ方向に表示をすることができるため、表示領域51及び表示領域52の二つの異なる角度で配置された表示領域であっても、最適な表示を提供することができる。   Accordingly, since the display direction R90B and the display direction R45C (display direction C2 in FIG. 2) can be displayed in the same direction, the display areas 51 and 52 are arranged at two different angles. Even so, an optimal display can be provided.

図3で示すように、R45CからR60Bの延長線上に囲まれた範囲に操作者の視点があれば、電子機器は最適な表示を提供することができる。筐体11と筐体12とを固定する角度に応じた最適な視野角を提供するには、距離a及び距離bは、最適な表示を提供するために異なる距離を設定してもよい。また、より広い視野角を提供するために同じ距離を設定してもよい。さらに、距離a及び距離bは上下方向に対しての視野角の制御だけでなく、横方向に対しても視野角を広げることができる。従って、より快適な表示を提供するためには、ヒンジの固定角度を考慮して、距離a及び距離bを設定することが望ましい。   As shown in FIG. 3, if the operator's viewpoint is within the range surrounded by the extension line from R45C to R60B, the electronic device can provide an optimal display. In order to provide an optimal viewing angle corresponding to the angle at which the housing 11 and the housing 12 are fixed, the distance a and the distance b may be set to different distances in order to provide an optimal display. Also, the same distance may be set to provide a wider viewing angle. Furthermore, the distance a and the distance b can not only control the viewing angle with respect to the vertical direction but also widen the viewing angle with respect to the horizontal direction. Therefore, in order to provide a more comfortable display, it is desirable to set the distance a and the distance b in consideration of the hinge fixing angle.

図4(A)、(B)、(C)に、図1(A)とは異なる折り畳みが可能な電子機器の例を示している。   4A, 4B, and 4C illustrate examples of electronic devices that can be folded differently from those in FIG.

図4(A)に示す電子機器900は、筐体901a、筐体901b、ヒンジ903、表示部902等を有する。表示部902は筐体901及び筐体901bに、組み込まれている。   An electronic device 900 illustrated in FIG. 4A includes a housing 901a, a housing 901b, a hinge 903, a display portion 902, and the like. The display portion 902 is incorporated in the housing 901 and the housing 901b.

図4(B)には、携帯型のゲーム機として機能する電子機器910を示している。電子機器910は、筐体911a、筐体911b、表示部912、ヒンジ913、操作ボタン914a、操作ボタン914b等を有する。   FIG. 4B illustrates an electronic device 910 that functions as a portable game machine. The electronic device 910 includes a housing 911a, a housing 911b, a display portion 912, a hinge 913, an operation button 914a, an operation button 914b, and the like.

また、筐体911bには、カートリッジ915を挿入することができる。カートリッジ915は、例えばゲームなどのアプリケーションソフトが記憶されており、カートリッジ915を交換することにより、電子機器910で様々なアプリケーションを実行することができる。   In addition, a cartridge 915 can be inserted into the housing 911b. The cartridge 915 stores application software such as a game, for example. By exchanging the cartridge 915, various applications can be executed by the electronic device 910.

また、図4(B)では、表示部912の筐体911aと重なる部分のサイズと、筐体911bと重なる部分のサイズが、それぞれ異なる例を示している。具体的には、操作ボタン914a及び操作ボタン914bの設けられる筐体911bと重なる表示部912の一部よりも、筐体911aに設けられる表示部912の一部が大きい。例えば、表示部912の筐体911a側に主画面となる表示を行い、筐体911b側には操作画面となる表示を行うなど、それぞれの表示部を使い分けることができる。   FIG. 4B illustrates an example in which the size of the portion of the display portion 912 that overlaps with the housing 911a and the size of the portion of the display portion 912 that overlaps with the housing 911b are different. Specifically, a portion of the display portion 912 provided in the housing 911a is larger than a portion of the display portion 912 that overlaps the housing 911b where the operation buttons 914a and 914b are provided. For example, each display unit can be used properly, such as displaying the main screen on the housing 911a side of the display unit 912 and displaying the operation screen on the housing 911b side.

図4(C)に示す電子機器920は、ヒンジ923により連結された筐体921aと筐体921bに亘って、フレキシブルな表示部922が設けられている。表示部922は、図1(A)の曲率を有する表示領域53に相当する。   In the electronic device 920 illustrated in FIG. 4C, a flexible display portion 922 is provided over the housing 921a and the housing 921b which are connected to each other with the hinge 923. The display portion 922 corresponds to the display region 53 having the curvature illustrated in FIG.

図4(C)では、筐体921aと筐体921bとを開いたときに、表示部922が大きく湾曲した形態で保持されている。例えば、曲率半径を1mm以上50mm以下、好ましくは5mm以上30mm以下の状態で、表示部922が保持された状態とすることができる。表示部922の一部は、筐体921aから筐体921bにかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。   In FIG. 4C, when the housing 921a and the housing 921b are opened, the display portion 922 is held in a significantly curved form. For example, the display portion 922 can be held with a curvature radius of 1 mm to 50 mm, preferably 5 mm to 30 mm. Part of the display portion 922 can display a curved surface by continuously arranging pixels from the housing 921a to the housing 921b.

ヒンジ923は、上述したロック機構を有しているため、表示部922に無理な力がかかることなく、表示部922が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い電子機器を実現できる。   Since the hinge 923 has the above-described lock mechanism, the display unit 922 can be prevented from being damaged without applying an excessive force to the display unit 922. Therefore, a highly reliable electronic device can be realized.

図5に画素100の構成例を示す。画素100は、画素回路110を有し、画素回路110は、表示素子113を有している。表示素子113は、一例として焼き付きを防止するために電圧により交流駆動されることが好ましい。   FIG. 5 shows a configuration example of the pixel 100. The pixel 100 includes a pixel circuit 110, and the pixel circuit 110 includes a display element 113. As an example, the display element 113 is preferably AC driven by a voltage in order to prevent burn-in.

画素100は、画素回路120を有し、画素回路120は、表示素子127を有する。表示素子127は、一例として直流駆動される表示素子が好ましい。   The pixel 100 includes a pixel circuit 120, and the pixel circuit 120 includes a display element 127. The display element 127 is preferably a DC-driven display element as an example.

画素回路110の表示素子113及び画素回路120の表示素子127の階調は、電圧又は電流に応じた階調信号によって制御される。   The gradation of the display element 113 of the pixel circuit 110 and the display element 127 of the pixel circuit 120 is controlled by a gradation signal corresponding to voltage or current.

画素回路110は、トランジスタ111、容量素子112、及び表示素子113を有する。表示素子113は、画素電極114と、液晶層116と、共通電極115とを有する。画素電極114は、陽極又は陰極のいずれか一方であり、共通電極115は、陽極又は陰極のいずれか他方である。   The pixel circuit 110 includes a transistor 111, a capacitor 112, and a display element 113. The display element 113 includes a pixel electrode 114, a liquid crystal layer 116, and a common electrode 115. The pixel electrode 114 is either an anode or a cathode, and the common electrode 115 is either the anode or the cathode.

画素回路110のトランジスタ111のゲートは、走査線G1と電気的に接続される。トランジスタ111のソース又はドレインの一方は、信号線S1と電気的に接続される。   A gate of the transistor 111 in the pixel circuit 110 is electrically connected to the scanning line G1. One of a source and a drain of the transistor 111 is electrically connected to the signal line S1.

トランジスタ111のソース又はドレインの他方は、容量素子112の一方の電極及び画素電極114に電気的に接続される。画素電極114は、液晶層116を介して、共通電極115に電気的に接続される。   The other of the source and the drain of the transistor 111 is electrically connected to one electrode of the capacitor 112 and the pixel electrode 114. The pixel electrode 114 is electrically connected to the common electrode 115 through the liquid crystal layer 116.

容量素子112の他方の電極には、容量素子112の基準電圧がCSCOM端子を介して与えられる。共通電極115には、コモン電圧がVCOM端子を介して与えられる。   A reference voltage of the capacitive element 112 is applied to the other electrode of the capacitive element 112 via a CSCOM terminal. A common voltage is applied to the common electrode 115 via the VCOM terminal.

信号線S1から与えられる階調信号により、画素電極114と、共通電極115との間に生成された電圧により、表示素子113の階調が制御される機能を有している。   The gray level of the display element 113 is controlled by a voltage generated between the pixel electrode 114 and the common electrode 115 by a gray level signal supplied from the signal line S1.

画素回路120は、トランジスタ121、トランジスタ122、容量素子123、及び表示素子127を有する。表示素子127は、画素電極125と、電界発光層124と、共通電極126を有する。画素電極125は、陽極又は陰極のいずれか一方であり、共通電極126は、陽極又は陰極のいずれか他方である。   The pixel circuit 120 includes a transistor 121, a transistor 122, a capacitor 123, and a display element 127. The display element 127 includes a pixel electrode 125, an electroluminescent layer 124, and a common electrode 126. The pixel electrode 125 is either an anode or a cathode, and the common electrode 126 is either the anode or the cathode.

画素回路120のトランジスタ121のゲートは、走査線G2と電気的に接続される。トランジスタ121のソース又はドレインの一方が信号線S2と電気的に接続される。   A gate of the transistor 121 in the pixel circuit 120 is electrically connected to the scanning line G2. One of a source and a drain of the transistor 121 is electrically connected to the signal line S2.

トランジスタ121のソース又はドレインの他方は、容量素子123の一方の電極及びトランジスタ122のゲートと電気的に接続される。トランジスタ122のドレインには、ANO端子及び容量素子123の他方の電極が電気的に接続される。トランジスタ122のソースは、画素電極125が電気的に接続される。画素電極125は、電界発光層124を介して共通電極126に接続される。   The other of the source and the drain of the transistor 121 is electrically connected to one electrode of the capacitor 123 and the gate of the transistor 122. The drain of the transistor 122 is electrically connected to the ANO terminal and the other electrode of the capacitor 123. The pixel electrode 125 is electrically connected to the source of the transistor 122. The pixel electrode 125 is connected to the common electrode 126 through the electroluminescent layer 124.

トランジスタ122のドレインには、ANO端子を介してアノード電圧が与えられる。共通電極126には、VCath端子を介してカソード電圧が与えられる。   An anode voltage is applied to the drain of the transistor 122 via the ANO terminal. A cathode voltage is applied to the common electrode 126 via the VCath terminal.

容量素子123の電極の他方がトランジスタ122のドレインと電気的に接続された例を示したが、ソースと電気的に接続してもよいし、他の電圧が与えられる配線又は電極と電気的に接続してもよい。   Although the example in which the other electrode of the capacitor 123 is electrically connected to the drain of the transistor 122 is described, the electrode may be electrically connected to the source, or may be electrically connected to a wiring or an electrode to which another voltage is applied. You may connect.

信号線S2から与えられる階調信号によって、トランジスタ122は表示素子127に与える駆動電流を制御することができる。表示素子127に流れる駆動電流により、表示素子127の階調が制御される機能を有している。   The transistor 122 can control a driving current supplied to the display element 127 by a grayscale signal supplied from the signal line S2. The display element 127 has a function of controlling the gradation of the display element 127 by a driving current flowing through the display element 127.

図6は、画素100を説明する下面図であり、図6(B)は、図6(A)に図示する一部の構成を省略して説明する下面図である。   FIG. 6 is a bottom view illustrating the pixel 100, and FIG. 6B is a bottom view illustrating a part of the structure illustrated in FIG.

<構成例1>
図6(A)で説明する画素100は、画素回路110と、画素回路120とを有している。画素は、信号線S1、信号線S2、走査線G1、走査線G2、画素回路110、画素回路120、配線ANO、及び配線CSCOMを有している。
<Configuration example 1>
A pixel 100 described with reference to FIG. 6A includes a pixel circuit 110 and a pixel circuit 120. The pixel includes a signal line S1, a signal line S2, a scanning line G1, a scanning line G2, a pixel circuit 110, a pixel circuit 120, a wiring ANO, and a wiring CSCOM.

画素回路110は、信号線S1、走査線G1、トランジスタ111、容量素子112、及び画素電極の機能を有する反射電極208を有している。画素回路120は、信号線S2と走査線G2と、トランジスタ121と、トランジスタ122と、容量素子123と、画素電極125を有している。画素電極125を省略した下面図を図6(B)で示し、開口領域150Hの位置には、表示素子127を示した。表示素子127は、開口領域160Hと同じ位置に位置している。以降は図6(B)を用いて説明する。   The pixel circuit 110 includes a signal line S1, a scanning line G1, a transistor 111, a capacitor 112, and a reflective electrode 208 having a function of a pixel electrode. The pixel circuit 120 includes a signal line S2, a scanning line G2, a transistor 121, a transistor 122, a capacitor 123, and a pixel electrode 125. A bottom view in which the pixel electrode 125 is omitted is shown in FIG. 6B, and the display element 127 is shown at the position of the opening region 150H. The display element 127 is located at the same position as the opening region 160H. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

画素回路110では、トランジスタ111のソースもしくはドレインの一方が、信号線S1に電気的に接続され、トランジスタ111のソースもしくはドレインの他方が、コンタクト131を介して画素電極114と電気的に接続している。さらに、トランジスタ111のソースもしくはドレインの他方は、容量素子112の一方の電極に電気的に接続されている。また容量素子112の他方の電極には、配線CSCOMが電気的に接続されている。画素電極114より下には、図7(A)に示すように表示素子113が形成される。   In the pixel circuit 110, one of the source and the drain of the transistor 111 is electrically connected to the signal line S1, and the other of the source and the drain of the transistor 111 is electrically connected to the pixel electrode 114 through the contact 131. Yes. Further, the other of the source and the drain of the transistor 111 is electrically connected to one electrode of the capacitor 112. In addition, a wiring CSCOM is electrically connected to the other electrode of the capacitor 112. A display element 113 is formed below the pixel electrode 114 as shown in FIG.

画素回路120では、トランジスタ121のソースもしくはドレインの一方が、信号線S2に電気的に接続され、トランジスタ121のソースもしくはドレインの他方が、コンタクト134を介してトランジスタ122のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ122のドレインは、コンタクト130を介して、配線ANOに電気的に接続されている。トランジスタ122のドレインは、コンタクト132を介して、画素電極125に電気的に接続されている。容量素子123は、配線ANOと、トランジスタ122のゲートに接続される配線の重なる領域を用いて形成されている。画素電極125上には、図3(B)に示すように表示素子127が形成される。   In the pixel circuit 120, one of the source and the drain of the transistor 121 is electrically connected to the signal line S 2, and the other of the source and the drain of the transistor 121 is electrically connected to the gate of the transistor 122 through the contact 134. ing. The drain of the transistor 122 is electrically connected to the wiring ANO through the contact 130. The drain of the transistor 122 is electrically connected to the pixel electrode 125 through the contact 132. The capacitor 123 is formed using a region where the wiring ANO and the wiring connected to the gate of the transistor 122 overlap. A display element 127 is formed over the pixel electrode 125 as illustrated in FIG.

図6(B)に示した画素100を例に挙げて、反射型表示素子を用いた画素回路110と、表示素子を用いた画素回路120の具体的な構成例について説明する。   A specific example of the structure of the pixel circuit 110 using a reflective display element and the pixel circuit 120 using a display element will be described using the pixel 100 illustrated in FIG. 6B as an example.

図7に、画素100の断面構造の一例を示す。図6の切断線X1−X2、X3−X4における断面構造である。   FIG. 7 shows an example of a cross-sectional structure of the pixel 100. 7 is a cross-sectional structure taken along cutting lines X1-X2 and X3-X4 in FIG.

図7(A)は画素回路110の断面構成例であり、図7(B)は画素回路120の断面構成例である。図7(A)は、基板101と基板102との間に、画素回路103が配置された構造を有する。   FIG. 7A illustrates a cross-sectional configuration example of the pixel circuit 110, and FIG. 7B illustrates a cross-sectional configuration example of the pixel circuit 120. FIG. 7A has a structure in which a pixel circuit 103 is provided between the substrate 101 and the substrate 102.

図7(A)は、図6(B)の画素回路110を、切断線X1−X2を切断した断面図である。切断線X1−X2は、画素回路120の有する表示素子127の光を放射するための開口領域150Hと、容量素子112と、コンタクト131と、トランジスタ111とを切断している。さらに、開口領域150Hと重なる領域に画素回路120の表示素子127が配置されている。   FIG. 7A is a cross-sectional view of the pixel circuit 110 in FIG. 6B taken along the cutting line X1-X2. The cutting line X1-X2 cuts the opening region 150H for emitting light of the display element 127 included in the pixel circuit 120, the capacitor element 112, the contact 131, and the transistor 111. Further, the display element 127 of the pixel circuit 120 is disposed in a region overlapping with the opening region 150H.

トランジスタ111は、絶縁層210の下と、絶縁層210の下の導電層201aと、導電層201aの下に位置しゲートとして機能を有する絶縁層211と、絶縁層211の下において導電層201aと重なる位置にある酸化物半導体層202aと、酸化物半導体層202aの下においてパッシベーション層の機能を有する絶縁層212と、酸化物半導体層202aと電気的に接続されている導電層203aと、導電層203bと、を有する。   The transistor 111 includes an insulating layer 210, a conductive layer 201a below the insulating layer 210, an insulating layer 211 located under the conductive layer 201a and functioning as a gate, and a conductive layer 201a below the insulating layer 211. An overlapping oxide semiconductor layer 202a, an insulating layer 212 having a function of a passivation layer under the oxide semiconductor layer 202a, a conductive layer 203a electrically connected to the oxide semiconductor layer 202a, and a conductive layer 203b.

絶縁層212の下の絶縁層213は、酸化物半導体層202a下にも設けられている。酸化物半導体層202a下で重なる絶縁層213は、防湿層の機能も有している。   The insulating layer 213 below the insulating layer 212 is also provided below the oxide semiconductor layer 202a. The insulating layer 213 which overlaps under the oxide semiconductor layer 202a also functions as a moisture-proof layer.

外部から水分等の不純物が侵入することにより、トランジスタ111が劣化すると、画素の階調を正しく制御できなくなる。そのため表示が劣化する。防湿膜は外部からの水の浸入を抑える機能を有している。従って、絶縁層213は、窒化シリコン膜、又は酸化窒素シリコン膜などを用いることが好ましい。   If the transistor 111 deteriorates due to intrusion of impurities such as moisture from the outside, the gradation of the pixel cannot be controlled correctly. Therefore, the display deteriorates. The moisture-proof film has a function of suppressing the entry of water from the outside. Therefore, the insulating layer 213 is preferably formed using a silicon nitride film, a nitrogen oxide silicon film, or the like.

ここで、トランジスタ111の上に形成される反射型液晶素子について説明をする。トランジスタ111は、コンタクト131を介して画素電極114と電気的に接続するために、絶縁層210は開口領域を有している。コンタクト131では、導電層203aと、反射電極208とは、導電層201bを介して電気的に接続される。反射電極208は、導電層208aと、導電層208bと、導電層208cとによって構成され、反射電極208は画素電極114と電気的に接続されている。   Here, a reflective liquid crystal element formed over the transistor 111 is described. Since the transistor 111 is electrically connected to the pixel electrode 114 through the contact 131, the insulating layer 210 has an opening region. In the contact 131, the conductive layer 203a and the reflective electrode 208 are electrically connected through the conductive layer 201b. The reflective electrode 208 includes a conductive layer 208a, a conductive layer 208b, and a conductive layer 208c. The reflective electrode 208 is electrically connected to the pixel electrode 114.

表示素子113は、画素電極114、液晶層116、共通電極115で構成されている。画素電極114上に液晶の配向を制御する配向膜AF1と、配向膜AF1上に液晶層116と、液晶層116上に配向膜AF2と、配向膜AF2上に共通電極115とを有している。さらに、共通電極115上に絶縁層218と、画素100の表示領域には、着色層CF1を有している。また、画素間を分離するために遮光膜BMを有してもよい。   The display element 113 includes a pixel electrode 114, a liquid crystal layer 116, and a common electrode 115. The pixel electrode 114 includes an alignment film AF1 that controls the alignment of the liquid crystal, the liquid crystal layer 116 on the alignment film AF1, the alignment film AF2 on the liquid crystal layer 116, and the common electrode 115 on the alignment film AF2. . Further, an insulating layer 218 is provided on the common electrode 115, and a coloring layer CF1 is provided in the display region of the pixel 100. Further, a light shielding film BM may be provided to separate pixels.

なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。また配向膜は用いなくてもよい。   Note that one embodiment of the present invention is not limited to the color filter method, and a color separation method, a color conversion method, a quantum dot method, or the like may be applied. Further, the alignment film may not be used.

画素電極114と、共通電極115は、透光性を有する導電層である。表示素子113を反射型液晶素子として用いるとき、画素電極は、入射した光を反射する機能を有している。そのため画素電極114は導電層201bとの間に、反射電極208を有している。   The pixel electrode 114 and the common electrode 115 are light-transmitting conductive layers. When the display element 113 is used as a reflective liquid crystal element, the pixel electrode has a function of reflecting incident light. Therefore, the pixel electrode 114 includes the reflective electrode 208 between the conductive layer 201b.

また、画素100は、画素回路120を有している。図7(B)にて詳細な説明をするが、画素回路120が有している表示素子127は、基板102の方向へ、光を放射する機能を有している。そのため、画素電極114と共通電極115は、光を透過する機能を有している。反射電極208は、表示素子127が発光した光の導光路として機能する開口領域150Hを有し、さらに基板102の外から受ける外光を反射する機能を有していることが望ましい。   The pixel 100 includes a pixel circuit 120. As will be described in detail with reference to FIG. 7B, the display element 127 included in the pixel circuit 120 has a function of emitting light in the direction of the substrate 102. Therefore, the pixel electrode 114 and the common electrode 115 have a function of transmitting light. The reflective electrode 208 desirably has an opening region 150H that functions as a light guide path for light emitted from the display element 127, and further has a function of reflecting external light received from outside the substrate 102.

反射電極208は、反射率を高くする効果を有していることが望ましい。反射率を高くすることで、外光によって反射表示を行うとき、高い輝度を得られる。また導電層208aの表面は、凹凸を有していてもよい。凹凸を有することで、基板102の外から受ける外光を乱反射する機能を有することができる。導電層208aで光を乱反射することで、外光の入射方向に依存せず、様々な方向に光を反射することができる。従って視野角を広くすることができる。さらに反射電極208は、トランジスタを外光から保護する遮光機能も有している。   It is desirable that the reflective electrode 208 has an effect of increasing the reflectance. By increasing the reflectivity, high brightness can be obtained when performing reflective display with external light. The surface of the conductive layer 208a may have unevenness. By having the unevenness, a function of irregularly reflecting external light received from the outside of the substrate 102 can be provided. By irregularly reflecting light with the conductive layer 208a, light can be reflected in various directions without depending on the incident direction of external light. Therefore, the viewing angle can be widened. Further, the reflective electrode 208 has a light shielding function for protecting the transistor from external light.

可視光の透光性を有する導電性材料として、例えば、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。   As the conductive material having a visible light-transmitting property, for example, a material containing one kind selected from indium (In), zinc (Zn), and tin (Sn) may be used. Specifically, indium oxide, indium tin oxide (Indium Tin Oxide), indium zinc oxide, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, titanium oxide Indium tin oxide containing silicon, indium tin oxide containing silicon oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, and the like can be given. Note that a film containing graphene can also be used. The film containing graphene can be formed, for example, by reducing a film containing graphene oxide formed in a film shape.

可視光を反射する導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銀、又はこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又はこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料又は合金に、ランタン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al−Ni−La)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。   Examples of the conductive material that reflects visible light include aluminum, silver, and alloys containing these metal materials. In addition, a metal material such as gold, platinum, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, or palladium, or an alloy containing these metal materials can be used. In addition, lanthanum, neodymium, germanium, or the like may be added to the metal material or alloy. Alloys containing aluminum such as aluminum and titanium alloys, aluminum and nickel alloys, aluminum and neodymium alloys, aluminum, nickel, and lanthanum alloys (Al-Ni-La), silver and copper alloys, An alloy containing silver such as an alloy of silver, palladium, and copper (also referred to as Ag-Pd-Cu, APC), an alloy of silver and magnesium, or the like may be used.

反射電極208は、複数の導電層で構成されてもよい。一例として、反射層として機能する導電層208a、外光に含まれる紫外域の波長についても反射する機能を有する導電層208b、導電層208cは、導電層201bと導電層208cとを低抵抗で電気的に接続する構成にすることができる。   The reflective electrode 208 may be composed of a plurality of conductive layers. As an example, the conductive layer 208a that functions as a reflective layer, the conductive layer 208b that has a function of reflecting the wavelength in the ultraviolet region included in external light, and the conductive layer 208c can electrically connect the conductive layer 201b and the conductive layer 208c with low resistance. Can be configured to be connected to each other.

例えば、アルミニウムは、可視光に対して高い反射率を有し、さらに290nm乃至390nmの紫外域の波長に対しても高い反射率を有することが知られている。従って、導電層208bにアルミニウムを用いることで、反射電極は外光下において紫外線からトランジスタを保護する機能を有している。本実施の形態では、3層で構成した例を示したが、1層の導電層で形成してもよいし、2層、もしくはさらに複数の層で構成してもよい。   For example, it is known that aluminum has a high reflectance with respect to visible light and also has a high reflectance with respect to wavelengths in the ultraviolet region of 290 nm to 390 nm. Therefore, by using aluminum for the conductive layer 208b, the reflective electrode has a function of protecting the transistor from ultraviolet rays under external light. In this embodiment mode, an example of three layers is shown; however, it may be formed of one conductive layer, two layers, or a plurality of layers.

画素回路110は、反射型液晶素子が表示するため階調信号を保持する容量素子112を有している。導電層203aと、導電層201eと、の間に位置する絶縁層211によって、容量素子112が構成される。   The pixel circuit 110 includes a capacitor 112 that holds a gradation signal for display by a reflective liquid crystal element. The capacitor 112 is formed by the insulating layer 211 located between the conductive layer 203a and the conductive layer 201e.

反射電極208が有する開口領域150Hは、画素回路120で制御された表示素子127の発光した光が放射され、基板102の方向へ放射する導光路として機能する。表示素子127は、画素回路110で制御された表示素子113の表示とは異なる階調の表示をすることができる。   The opening region 150 </ b> H included in the reflective electrode 208 functions as a light guide that emits light emitted from the display element 127 controlled by the pixel circuit 120 and emits the light toward the substrate 102. The display element 127 can perform display with a gradation different from that of the display element 113 controlled by the pixel circuit 110.

図7(B)で詳細を説明するが、表示素子127が形成される開口領域160Hは、開口領域150Hよりも大きくすることが好ましい。例として、図7(A)では、表示素子127が配置される開口領域160Hは、開口領域150Hの外周部から距離aだけ広げた面積に相当する。   Although details will be described with reference to FIG. 7B, the opening region 160H in which the display element 127 is formed is preferably larger than the opening region 150H. As an example, in FIG. 7A, the opening region 160H in which the display element 127 is arranged corresponds to an area widened by a distance a from the outer peripheral portion of the opening region 150H.

反射電極208を構成する導電層208aから表示素子127までを距離dとし、開口領域150Hの外周部から開口領域160Hの外周部との差を距離aとしたとき、図7(A)に示すように頂点X、頂点Y、頂点Zで指定される直角三角形を考えることができる。頂点Xから頂点Zを結ぶ直線と、頂点Yから頂点Zを結ぶ直線とで形成される角度が、表示素子127の視野角に相当する。視野角を30度に設定するときは、距離aは式1で算出することができ、視野角を45度に設定するときは、式2で算出することができる。   As shown in FIG. 7A, the distance from the conductive layer 208a constituting the reflective electrode 208 to the display element 127 is a distance d, and the difference between the outer periphery of the opening region 150H and the outer periphery of the opening region 160H is a distance a. A right triangle designated by vertex X, vertex Y, and vertex Z can be considered. An angle formed by a straight line connecting the vertex X to the vertex Z and a straight line connecting the vertex Y to the vertex Z corresponds to the viewing angle of the display element 127. When the viewing angle is set to 30 degrees, the distance a can be calculated by Expression 1, and when the viewing angle is set to 45 degrees, it can be calculated by Expression 2.

図7(B)は画素回路120の断面構成例である。図7(B)は、基板101と基板102との間に、画素回路103が配置された構造を有する。   FIG. 7B illustrates a cross-sectional configuration example of the pixel circuit 120. FIG. 7B has a structure in which the pixel circuit 103 is provided between the substrate 101 and the substrate 102.

図7(B)は、図6(B)の画素回路120を、切断線X3−X4を切断した断面図である。切断線X3−X4は、コンタクト132と、トランジスタ122と、コンタクト130と、開口領域150Hと、を切断している。さらに、開口領域150Hと重なる領域に画素回路120の表示素子127が配置されている。   FIG. 7B is a cross-sectional view of the pixel circuit 120 in FIG. 6B taken along the cutting line X3-X4. The cutting line X3-X4 cuts the contact 132, the transistor 122, the contact 130, and the opening region 150H. Further, the display element 127 of the pixel circuit 120 is disposed in a region overlapping with the opening region 150H.

トランジスタ122は、絶縁層210の下と、絶縁層210の下の導電層201cと、導電層201cの下に位置し、ゲートとして機能を有する絶縁層211と、絶縁層211の下において導電層201cと重なる位置にある酸化物半導体層202bと、酸化物半導体層202bの下においてパッシベーション層の機能を有する絶縁層212と、酸化物半導体層202bと電気的に接続されている導電層203dと、導電層203eと、を有する。   The transistor 122 includes the insulating layer 210, the conductive layer 201c under the insulating layer 210, the insulating layer 211 located under the conductive layer 201c and functioning as a gate, and the conductive layer 201c under the insulating layer 211. An oxide semiconductor layer 202b that overlaps with the oxide semiconductor layer 202b, an insulating layer 212 that functions as a passivation layer under the oxide semiconductor layer 202b, a conductive layer 203d that is electrically connected to the oxide semiconductor layer 202b, A layer 203e.

導電層203dは、酸化物半導体層202bと電気的に接続され、また導電層203eは、酸化物半導体層202bと電気的に接続されている。また導電層203eは導電層201dとコンタクト130を介して電気的に接続されている。導電層203dは、コンタクト132を介して画素電極125に電気的に接続されている。導電層201cと、導電層201dは同一の層で形成されている。   The conductive layer 203d is electrically connected to the oxide semiconductor layer 202b, and the conductive layer 203e is electrically connected to the oxide semiconductor layer 202b. The conductive layer 203e is electrically connected to the conductive layer 201d through the contact 130. The conductive layer 203d is electrically connected to the pixel electrode 125 through the contact 132. The conductive layer 201c and the conductive layer 201d are formed of the same layer.

酸化物半導体層202bの下の絶縁層213は、防湿層の機能を有している。   The insulating layer 213 below the oxide semiconductor layer 202b functions as a moisture-proof layer.

表示素子127は、画素電極125と、電界発光層124と、共通電極126を有している。開口領域150Hと重なる位置で、画素電極125下に電界発光層124が設けられ、電界発光層124下に共通電極126が設けられる。画素電極125から、共通電極126に対して電気的に接続される。   The display element 127 includes a pixel electrode 125, an electroluminescent layer 124, and a common electrode 126. The electroluminescent layer 124 is provided under the pixel electrode 125 and the common electrode 126 is provided under the electroluminescent layer 124 at a position overlapping the opening region 150H. The pixel electrode 125 is electrically connected to the common electrode 126.

トランジスタ122から、コンタクト132を介して、電界発光層124へ電流が供給されることで、表示素子127の階調が制御される。表示素子127は、開口領域150Hを導光路として、基板102の方向へ発光する機能を有している。   By supplying current from the transistor 122 to the electroluminescent layer 124 through the contact 132, the gray level of the display element 127 is controlled. The display element 127 has a function of emitting light in the direction of the substrate 102 using the opening region 150H as a light guide path.

表示素子127は、開口領域150Hに重なり合う領域より広い面積が、発光することが望ましい。開口領域160Hを大きくすることで、光の取り出し角度が広くなり、視野角による階調の変化を抑えることができる。ただし、開口領域150Hから放射する光を効率よく用いるために、視野角の拡大に影響しない反射電極208の下に配置された表示素子127は、発光しないことが望ましい。そのため、絶縁層216に開口領域160Hを有することで、表示素子127の発光領域を決めることができる。   The display element 127 preferably emits light in a larger area than the region overlapping the opening region 150H. By increasing the opening area 160H, the light extraction angle is widened, and the change in gradation due to the viewing angle can be suppressed. However, in order to efficiently use the light radiated from the opening region 150H, it is preferable that the display element 127 disposed under the reflective electrode 208 that does not affect the expansion of the viewing angle does not emit light. Therefore, the light-emitting region of the display element 127 can be determined by providing the insulating layer 216 with the opening region 160H.

絶縁層213の下に、平坦化膜として絶縁層215を設ける。絶縁層215にコンタクト132を設け、その下に画素電極125を設ける。画素電極125の下に絶縁層216を設け、開口領域160Hを設ける。開口領域160Hに重なる領域に電界発光層124を設け、電界発光層124の下に、共通電極126を設ける。   An insulating layer 215 is provided as a planarization film under the insulating layer 213. A contact 132 is provided on the insulating layer 215, and a pixel electrode 125 is provided below the contact 132. An insulating layer 216 is provided under the pixel electrode 125, and an opening region 160H is provided. An electroluminescent layer 124 is provided in a region overlapping with the opening region 160 </ b> H, and a common electrode 126 is provided under the electroluminescent layer 124.

絶縁層215は有機絶縁膜が望ましい。有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、アクリル、又はポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる。   The insulating layer 215 is preferably an organic insulating film. As the organic insulating film, a film made of polyimide, polyamide, BCB (benzocyclobutene), acrylic, positive photosensitive organic resin, negative photosensitive organic resin, or the like can be used.

図7(B)では、開口領域150Hの外周部から距離aに相当する開口領域150Hより広い面積の開口領域160Hに配置された表示素子127の一部を示す。図7(A)と同様に、設定したい視野角に応じて、距離aを決めることとができる。   FIG. 7B shows a part of the display element 127 arranged in the opening region 160H having an area wider than the opening region 150H corresponding to the distance a from the outer periphery of the opening region 150H. Similarly to FIG. 7A, the distance a can be determined according to the viewing angle to be set.

図7(B)では、開口領域150Hと重なる位置、さらに表示素子127の視野角に対しても覆う位置に、着色層CF1を配置した例を示す。しかし着色層CF1は必ずしも有しなくてもよい。表示素子127に白色表示素子を用いてカラー表示をする場合は、着色層CF1を有した構造が望ましい。しかしながらR,G,Bで発光する単色表示素子を用いた場合は、着色層CF1を用いない構造の方が望ましい。もしくは、R,G,Bで発光する単色表示素子を用いた場合においても、着色層CF1を用いることで、より高い色純度を得ることができる。   FIG. 7B illustrates an example in which the coloring layer CF1 is disposed at a position overlapping the opening region 150H and further covering the viewing angle of the display element 127. However, the colored layer CF1 is not necessarily required. In the case where color display is performed using a white display element as the display element 127, a structure having a colored layer CF1 is desirable. However, when a monochromatic display element that emits light of R, G, and B is used, a structure that does not use the colored layer CF1 is desirable. Alternatively, even when a monochrome display element that emits light of R, G, and B is used, higher color purity can be obtained by using the colored layer CF1.

なおトランジスタが有する酸化物半導体層202a、もしくは酸化物半導体層202bの下に位置する絶縁層212の上に、導電層204aを配置してもよい。導電層204aはバックゲート電極の機能を有する。酸化物半導体層202aと絶縁層212が接する領域より大きな領域で、かつ酸化物半導体層202a又は酸化物半導体層202bの側壁が覆われることが好ましい。   Note that the conductive layer 204a may be provided over the oxide semiconductor layer 202a included in the transistor or the insulating layer 212 located under the oxide semiconductor layer 202b. The conductive layer 204a functions as a back gate electrode. A region larger than a region where the oxide semiconductor layer 202a and the insulating layer 212 are in contact with each other and a sidewall of the oxide semiconductor layer 202a or the oxide semiconductor layer 202b is preferably covered.

図8(A)は、図7(A)、(B)において、トランジスタ111、トランジスタ121、又はトランジスタ122のチャネル形成領域の上を覆ってバックゲートを配置するときは、導電層204aにて形成することができる。さらに、図8(B)には、トップゲート構造のトランジスタを示す。トップゲート構造を用いることで、走査線の容量負荷を小さくすることができる。   8A is formed with the conductive layer 204a when the back gate is provided over the channel formation region of the transistor 111, the transistor 121, or the transistor 122 in FIGS. 7A and 7B. can do. Further, FIG. 8B illustrates a top-gate transistor. By using the top gate structure, the capacitive load of the scanning line can be reduced.

バックゲートを有するトランジスタは、トランジスタのゲート又はソースと、バックゲートが電気的に接続されることが望ましい。トランジスタがバックゲートを有することで、トランジスタは信頼性を高めることができる。さらに、オン電流を高めることができるため、トランジスタのサイズを小さくすることができる。ただし、バックゲートは他の配線に電気的に接続してもよい。回路の特性に応じて接続先は選択することができる。   In a transistor having a back gate, the back gate is preferably electrically connected to the gate or source of the transistor. Since the transistor has a back gate, the reliability of the transistor can be improved. Further, since the on-state current can be increased, the size of the transistor can be reduced. However, the back gate may be electrically connected to another wiring. The connection destination can be selected according to the characteristics of the circuit.

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性については、特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。   There is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor material used for the transistor, and there is no limitation on an amorphous semiconductor or a crystalline semiconductor (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region). Any of them may be used.

また、トランジスタに用いる半導体材料としては、酸化物半導体を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。   As a semiconductor material used for the transistor, an oxide semiconductor can be used. Typically, an oxide semiconductor containing indium can be used.

特にシリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。   In particular, it is preferable to use a semiconductor material having a wider band gap and lower carrier density than silicon because current in the off-state of the transistor can be reduced.

なお、ここで、In−Ga−Zn系酸化物とは、InとGaとZnを主成分として有する酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZn以外の金属元素が入っていてもよい。酸化物半導体を半導体層に有するトランジスタについては、実施の形態4にてさらに詳細を説明する。   Note that here, an In—Ga—Zn-based oxide means an oxide containing In, Ga, and Zn as its main components, and there is no limitation on the ratio of In, Ga, and Zn. Moreover, metal elements other than In, Ga, and Zn may be contained. A transistor including an oxide semiconductor in a semiconductor layer will be described in detail in Embodiment 4.

なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用いた表示装置の構成を例示したが、反射型表示素子として、液晶素子のほかに、シャッター方式のMEMS(Micro Electro Mechanical System)素子、光干渉方式のMEMS素子、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体(登録商標)方式等を適用した表示素子などを用いることができる。   Note that in this embodiment mode, the structure of a display device using a liquid crystal element as a reflective display element is illustrated, but as a reflective display element, in addition to a liquid crystal element, a shutter-type MEMS (Micro Electro Mechanical System) element is used. An optical interference type MEMS device, a microcapsule method, an electrophoresis method, an electrowetting method, an electronic powder fluid (registered trademark) method, or the like can be used.

また、発光型表示素子として、例えばOLED(Organic Light Emitting Diode)、LED(Light Emitting Diode)、QLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)などの自発光性の表示素子を用いることができる。   In addition, as the light-emitting display element, for example, a self-luminous display element such as an OLED (Organic Light Emitting Diode), an LED (Light Emitting Diode), or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode) can be used.

液晶素子としては、例えば垂直配向(VA:Vertical Alignment)モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、MVA(Multi−Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ASV(Advanced Super View)モードなどを用いることができる。   As the liquid crystal element, for example, a liquid crystal element to which a vertical alignment (VA: Vertical Alignment) mode is applied can be used. As the vertical alignment mode, an MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) mode, a PVA (Patterned Vertical Alignment) mode, an ASV (Advanced Super View) mode, or the like can be used.

また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばVAモードのほかに、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モード等が適用された液晶素子を用いることができる。   As the liquid crystal element, liquid crystal elements to which various modes are applied can be used. For example, in addition to the VA mode, a TN (Twisted Nematic) mode, an IPS (In-Plane-Switching) mode, an FFS (Fringe Field Switching) mode, an ASM (Axially Symmetrical Aligned Micro-cell) mode Further, a liquid crystal element to which an FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, an AFLC (Antiferroelectric Liquid Crystal) mode, or the like is applied can be used.

なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。   As the liquid crystal used in the liquid crystal element, a thermotropic liquid crystal, a low molecular liquid crystal, a polymer liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal (PDLC), a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, or the like is used. Can do. These liquid crystal materials exhibit a cholesteric phase, a smectic phase, a cubic phase, a chiral nematic phase, an isotropic phase, and the like depending on conditions.

また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、又はネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。   Further, as the liquid crystal material, either a positive type liquid crystal or a negative type liquid crystal may be used, and an optimal liquid crystal material may be used according to an applied mode or design.

また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。   An alignment film can be provided to control the alignment of the liquid crystal. Note that in the case of employing a horizontal electric field mode, liquid crystal exhibiting a blue phase for which an alignment film is unnecessary may be used. The blue phase is one of the liquid crystal phases. When the temperature of the cholesteric liquid crystal is increased, the blue phase appears immediately before the transition from the cholesteric phase to the isotropic phase. Since the blue phase appears only in a narrow temperature range, a liquid crystal composition mixed with several percent by weight or more of a chiral agent is used for the liquid crystal layer in order to improve the temperature range. A liquid crystal composition containing a liquid crystal exhibiting a blue phase and a chiral agent has a short response speed and is optically isotropic. In addition, a liquid crystal composition including a liquid crystal exhibiting a blue phase and a chiral agent does not require alignment treatment and has a small viewing angle dependency. Further, since it is not necessary to provide an alignment film, a rubbing process is not required, so that electrostatic breakdown caused by the rubbing process can be prevented, and defects or breakage of the liquid crystal display device during the manufacturing process can be reduced. .

なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。又は、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。つまり、本実施の形態及び他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載されているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様として、表示装置に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、又は、状況に応じて、本発明の一態様は、表示装置に適用しなくてもよい。例えば、本発明の一態様は、別の機能を有する半導体装置に適用してもよい。例えば、本発明の一態様として、トランジスタのチャネル形成領域、ソースドレイン領域などが、酸化物半導体を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、又は、状況に応じて、本発明の一態様における様々なトランジスタ、トランジスタのチャネル形成領域、又は、トランジスタのソースドレイン領域などは、様々な半導体を有していてもよい。場合によっては、又は、状況に応じて、本発明の一態様における様々なトランジスタ、トランジスタのチャネル形成領域、又は、トランジスタのソースドレイン領域などは、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムリン、窒化ガリウム、又は、有機半導体などの少なくとも一つを有していてもよい。又は例えば、場合によっては、又は、状況に応じて、本発明の一態様における様々なトランジスタ、トランジスタのチャネル形成領域、又は、トランジスタのソースドレイン領域などは、酸化物半導体を有していなくてもよい。   Note that one embodiment of the present invention is described in this embodiment. Alternatively, in another embodiment, one embodiment of the present invention is described. Note that one embodiment of the present invention is not limited thereto. That is, in this embodiment and other embodiments, various aspects of the invention are described, and thus one embodiment of the present invention is not limited to a particular aspect. For example, although an example in which the present invention is applied to a display device is shown as one embodiment of the present invention, one embodiment of the present invention is not limited thereto. In some cases or depending on circumstances, one embodiment of the present invention may not be applied to a display device. For example, one embodiment of the present invention may be applied to a semiconductor device having another function. For example, although an example in which a channel formation region, a source / drain region, and the like of a transistor include an oxide semiconductor is described as one embodiment of the present invention, one embodiment of the present invention is not limited thereto. Depending on circumstances or conditions, various transistors in one embodiment of the present invention, a channel formation region of the transistor, a source / drain region of the transistor, or the like may include various semiconductors. Depending on circumstances or conditions, various transistors in one embodiment of the present invention, a channel formation region of the transistor, a source / drain region of the transistor, or the like can be formed using, for example, silicon, germanium, silicon germanium, silicon carbide, or gallium. At least one of arsenic, aluminum gallium arsenide, indium phosphide, gallium nitride, or an organic semiconductor may be included. Alternatively, for example, depending on circumstances or circumstances, a variety of transistors, channel formation regions of the transistors, source and drain regions of the transistors, and the like of the transistor may not include an oxide semiconductor. Good.

以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。   The structures and methods described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures and methods described in the other embodiments.

(実施の形態2)
[表示装置の構成例]
図9(A)は、本発明の一態様の表示装置300の斜視概略図である。表示装置300は、基板351と基板361とが貼り合わされた構成を有する。図9(A)では、基板361を破線で明示している。
(Embodiment 2)
[Configuration example of display device]
FIG. 9A is a schematic perspective view of a display device 300 of one embodiment of the present invention. The display device 300 has a structure in which a substrate 351 and a substrate 361 are attached to each other. In FIG. 9A, the substrate 361 is clearly indicated by a broken line.

また、基板361上にはタッチセンサを設けることができる。例えば、シート状の静電容量方式のタッチセンサ368を表示部362に重ねて設ける構成とすればよい。又は、基板361と基板351との間にタッチセンサを設けてもよい。基板361と基板351との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサの他、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。   Further, a touch sensor can be provided over the substrate 361. For example, a structure may be employed in which a sheet-like capacitive touch sensor 368 is provided over the display portion 362. Alternatively, a touch sensor may be provided between the substrate 361 and the substrate 351. In the case where a touch sensor is provided between the substrate 361 and the substrate 351, an optical touch sensor using a photoelectric conversion element may be used in addition to the capacitive touch sensor.

表示装置300は実施の形態1で説明した表示装置14に相当し、表示部362は、表示領域51乃至53に相当する。   The display device 300 corresponds to the display device 14 described in Embodiment 1, and the display unit 362 corresponds to the display areas 51 to 53.

図9(B)は、表示装置300に用いた表示モジュール8000に、タッチセンサを設けた例を示す。表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002との間に、FPC8005に接続された表示パネル8006、フレーム8009、プリント基板8010、及びバッテリ8011を有する。表示パネル8006は図16(A)の表示装置300を用いることができる。   FIG. 9B illustrates an example in which a touch sensor is provided in the display module 8000 used in the display device 300. The display module 8000 includes a display panel 8006, a frame 8009, a printed board 8010, and a battery 8011 connected to the FPC 8005 between an upper cover 8001 and a lower cover 8002. As the display panel 8006, the display device 300 in FIG. 16A can be used.

例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示パネル8006に用いることができる。これにより、高い歩留まりで表示モジュールを作製することができる。   For example, a display device manufactured using one embodiment of the present invention can be used for the display panel 8006. Thereby, a display module can be manufactured with a high yield.

上部カバー8001及び下部カバー8002は、表示パネル8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。   The shapes and dimensions of the upper cover 8001 and the lower cover 8002 can be changed as appropriate in accordance with the size of the display panel 8006.

また、表示パネル8006に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチパネルを表示パネル8006に重畳して用いることができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル8006に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。   Further, a touch panel may be provided over the display panel 8006. As the touch panel, a resistive film type or capacitive type touch panel can be used by being superimposed on the display panel 8006. Further, without providing a touch panel, the display panel 8006 can have a touch panel function.

フレーム8009は、表示パネル8006の保護機能の他、プリント基板8010の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。   The frame 8009 has a function as an electromagnetic shield for blocking electromagnetic waves generated by the operation of the printed board 8010 in addition to a protective function of the display panel 8006. The frame 8009 may have a function as a heat sink.

プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。   The printed board 8010 includes a power supply circuit, a signal processing circuit for outputting a video signal and a clock signal. As a power supply for supplying power to the power supply circuit, an external commercial power supply may be used, or a power supply using a battery 8011 provided separately may be used. The battery 8011 can be omitted when a commercial power source is used.

また、表示モジュール8000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。   The display module 8000 may be additionally provided with a member such as a polarizing plate, a retardation plate, or a prism sheet.

図9(B)は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール8000の断面概略図である。   FIG. 9B is a schematic cross-sectional view of a display module 8000 including an optical touch sensor.

表示モジュール8000は、プリント基板8010に設けられた発光部8015及び受光部8016を有する。また、上部カバー8001と下部カバー8002により囲まれた領域に一対の導光部(導光部8017a、導光部8017b)を有する。   The display module 8000 includes a light emitting unit 8015 and a light receiving unit 8016 provided on the printed board 8010. Further, a region surrounded by the upper cover 8001 and the lower cover 8002 has a pair of light guide portions (light guide portion 8017a and light guide portion 8017b).

表示パネル8006は、フレーム8009を間に介してプリント基板8010やバッテリ8011と重ねて設けられている。表示パネル8006とフレーム8009は、導光部8017a、導光部8017bに固定されている。   The display panel 8006 is provided so as to overlap the printed board 8010 and the battery 8011 with a frame 8009 interposed therebetween. The display panel 8006 and the frame 8009 are fixed to the light guide unit 8017a and the light guide unit 8017b.

発光部8015から発せられた光8018は、導光部8017aにより表示パネル8006の上部を経由し、導光部8017bを通って受光部8016に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光8018が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。   Light 8018 emitted from the light emitting unit 8015 passes through the upper part of the display panel 8006 by the light guide unit 8017a and reaches the light receiving unit 8016 through the light guide unit 8017b. For example, the light 8018 is blocked by a detection object such as a finger or a stylus, whereby a touch operation can be detected.

発光部8015は、例えば表示パネル8006の隣接する2辺に沿って複数設けられる。受光部8016は、発光部8015と表示パネル8006を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。   For example, a plurality of light emitting units 8015 are provided along two adjacent sides of the display panel 8006. A plurality of light receiving portions 8016 are provided at positions facing the light emitting portion 8015 with the display panel 8006 interposed therebetween. Thereby, the information on the position where the touch operation is performed can be acquired.

発光部8015は、例えばLED素子などの光源を用いることができる。特に、発光部8015として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。   The light emitting unit 8015 can use a light source such as an LED element. In particular, as the light emitting unit 8015, it is preferable to use a light source that emits infrared rays that are not visually recognized by the user and are harmless to the user.

受光部8016は、発光部8015が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。   The light receiving unit 8016 can be a photoelectric element that receives light emitted from the light emitting unit 8015 and converts the light into an electrical signal. Preferably, a photodiode capable of receiving infrared light can be used.

導光部8017a、導光部8017bとしては、少なくとも光8018を透過する部材を用いることができる。導光部8017a及び導光部8017bを用いることで、発光部8015と受光部8016とを表示パネル8006の下側に配置することができ、外光が受光部8016に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。   As the light guide portion 8017a and the light guide portion 8017b, a member that transmits at least light 8018 can be used. By using the light guide unit 8017a and the light guide unit 8017b, the light emitting unit 8015 and the light receiving unit 8016 can be arranged below the display panel 8006, and external light reaches the light receiving unit 8016 and the touch sensor malfunctions. Can be suppressed. In particular, it is preferable to use a resin that absorbs visible light and transmits infrared rays. Thereby, malfunction of a touch sensor can be controlled more effectively.

ここで、表示装置300の説明に戻る。表示装置300は、表示部362、回路部364、配線365、回路部366等を有する。基板351には、例えば回路部364、配線365、回路部366及び画素電極として機能する電極311b等が設けられる。また図16では基板351上にIC373及びFPC372が実装されている例を示している。そのため、図16に示す構成は、表示装置300とIC373、FPC372を有する表示モジュールということもできる。   Here, the description returns to the display device 300. The display device 300 includes a display portion 362, a circuit portion 364, a wiring 365, a circuit portion 366, and the like. The substrate 351 is provided with, for example, a circuit portion 364, a wiring 365, a circuit portion 366, an electrode 311b that functions as a pixel electrode, and the like. FIG. 16 shows an example in which an IC 373 and an FPC 372 are mounted on a substrate 351. Therefore, the structure illustrated in FIG. 16 can also be referred to as a display module including the display device 300, the IC 373, and the FPC 372.

回路部364及び回路部366は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。   As the circuit portion 364 and the circuit portion 366, for example, a circuit that functions as a scan line driver circuit can be used.

配線365及び配線367は、表示部や回路部364に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、FPC372を介して外部、又はIC373から配線365に入力される。   The wiring 365 and the wiring 367 have a function of supplying signals and power to the display portion and the circuit portion 364. The signal and power are input to the wiring 365 from the outside or the IC 373 via the FPC 372.

また、図9では、COG(Chip On Glass)方式等により、基板351にIC373が設けられている例を示している。IC373は、例えば走査線駆動回路としての機能を有するICを適用できる。なお表示装置300が走査線駆動回路及び信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、FPC372を介して表示装置300を駆動するための信号を入力する場合などでは、IC373を設けない構成としてもよい。また、IC373を、COF(Chip On Film)方式等により、基板351に設けられていてもよい。   FIG. 9 illustrates an example in which the IC 373 is provided on the substrate 351 by a COG (Chip On Glass) method or the like. As the IC 373, for example, an IC having a function as a scan line driver circuit can be used. Note that in the case where the display device 300 includes a circuit that functions as a scan line driver circuit and a signal line driver circuit, or a circuit that functions as a scan line driver circuit or a signal line driver circuit is provided outside, and the display device 300 is driven through the FPC 372. For example, the IC 373 may not be provided in the case of inputting a signal to do so. The IC 373 may be provided on the substrate 351 by a COF (Chip On Film) method or the like.

図9には、表示部362の一部の拡大図を示している。表示部362は、実施の形態1で説明した表示領域51乃至53に相当する。表示部362には、複数の表示素子が有する電極311bがマトリクス状に配置されている。電極311bは、可視光を反射する機能を有し、電極311bは実施の形態1の表示素子113の反射電極280に相当している。   FIG. 9 shows an enlarged view of a part of the display unit 362. The display portion 362 corresponds to the display areas 51 to 53 described in the first embodiment. In the display portion 362, electrodes 311b included in the plurality of display elements are arranged in a matrix. The electrode 311b has a function of reflecting visible light, and the electrode 311b corresponds to the reflective electrode 280 of the display element 113 in Embodiment 1.

また、図9に示すように、電極311bは開口を有する。さらに電極311bよりも基板351側に、表示素子360を有する。表示素子360からの光は、電極311bの開口を介して基板361側に射出される。表示素子360は実施の形態1の表示素子127に相当している。   As shown in FIG. 9, the electrode 311b has an opening. Further, the display element 360 is provided on the substrate 351 side of the electrode 311b. Light from the display element 360 is emitted to the substrate 361 side through the opening of the electrode 311b. The display element 360 corresponds to the display element 127 of the first embodiment.

(実施の形態3)
本実施の形態では、アプリケーション例としてナビゲーションシステムに実施の形態1の表示装置を適用した例について、図10乃至図13を用いて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, an example in which the display device of Embodiment 1 is applied to a navigation system as an application example will be described with reference to FIGS.

図10(A)で示すナビゲーションシステム930は、折り畳み可能な構造を有している。図10(A)は、ナビゲーションシステム930の構成例を示している。図10(B)は、ナビゲーションシステム930のシステムブロック図である。   A navigation system 930 shown in FIG. 10A has a foldable structure. FIG. 10A illustrates a configuration example of the navigation system 930. FIG. 10B is a system block diagram of the navigation system 930.

図10(A)で示すナビゲーションシステム930は、筐体11、筐体12、ヒンジ13、表示装置14、カメラ413a、カメラ413b、光センサ417、スピーカ419、マイク420等を有している。表示装置430は、筐体11及び筐体12に、組み込まれている。表示装置14に重なりあう位置にタッチセンサ418が配置されている。   A navigation system 930 illustrated in FIG. 10A includes a housing 11, a housing 12, a hinge 13, a display device 14, a camera 413a, a camera 413b, an optical sensor 417, a speaker 419, a microphone 420, and the like. The display device 430 is incorporated in the housing 11 and the housing 12. A touch sensor 418 is disposed at a position overlapping the display device 14.

筐体11と、筐体12とは、ヒンジ13で回転可能に連結されている。ナビゲーションシステム930は、筐体11と、筐体12とが閉じた状態と、図1(A)に示すように開いた状態と、に変形することができる。これにより持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。また、ヒンジ13は筐体11と筐体12とを開いたときに、これらの角度より大きい角度にならないように、ロック機構を有することが望ましい。図10(A)では、135度でロックがかかった例を示す。   The casing 11 and the casing 12 are coupled to each other by a hinge 13 so as to be rotatable. The navigation system 930 can be deformed into a state in which the housing 11 and the housing 12 are closed, and an open state as shown in FIG. Thereby, when carrying, it is excellent in portability, and when used, it is excellent in visibility due to a large display area. Further, it is desirable that the hinge 13 has a lock mechanism so that the angle does not become larger than these angles when the housing 11 and the housing 12 are opened. FIG. 10A shows an example in which the lock is applied at 135 degrees.

表示装置430は、表示領域51、表示領域52、及び表示領域53を有し、図2で示した画素を有している。筐体11には、表示領域51が配置され、筐体12には、表示領域52が配置されている。筐体11と筐体12は、ヒンジ13によって連結されており、筐体11、ヒンジ13、及び筐体12に、表示領域53が配置されている。ヒンジ13によって、表示装置430は、表示領域51と異なる角度に表示領域52を固定する機能を有しているため、表示領域53は曲率を有することで、シームレスな表示面を構成することができる。   The display device 430 includes a display area 51, a display area 52, and a display area 53, and includes the pixels illustrated in FIG. A display area 51 is arranged in the casing 11, and a display area 52 is arranged in the casing 12. The housing 11 and the housing 12 are connected by a hinge 13, and a display area 53 is disposed in the housing 11, the hinge 13, and the housing 12. Since the display device 430 has a function of fixing the display area 52 at an angle different from that of the display area 51 by the hinge 13, the display area 53 has a curvature, so that a seamless display surface can be configured. .

図10(B)は、ナビゲーションシステム930のシステムブロック図である。ナビゲーションシステム930は、CPU410、ディスプレイコントローラ411、メモリ412、カメラ413(カメラ413a及びカメラ413b)、GPS通信モジュール414、ジャイロセンサ415、加速度センサ416、光センサ417、タッチセンサ418、スピーカ419、マイク420、バッテリ421、通信モジュール422、及び表示装置430などで構成されている。なお、カメラ413aは筐体11の裏面領域に設けられる。   FIG. 10B is a system block diagram of the navigation system 930. The navigation system 930 includes a CPU 410, a display controller 411, a memory 412, a camera 413 (camera 413a and camera 413b), a GPS communication module 414, a gyro sensor 415, an acceleration sensor 416, an optical sensor 417, a touch sensor 418, a speaker 419, and a microphone 420. , A battery 421, a communication module 422, a display device 430, and the like. Note that the camera 413 a is provided in the rear surface region of the housing 11.

CPU400は、メモリ412に記憶されている制御プログラムによって、システム全体を管理する機能を有し、制御プログラムは必要に応じて周辺機器と通信を行うことができる。ナビゲーションシステム930においては、GPS通信モジュールから取得した位置情報と、地図情報とを統合し、表示装置430に表示する機能を有している。   The CPU 400 has a function of managing the entire system by a control program stored in the memory 412. The control program can communicate with peripheral devices as necessary. The navigation system 930 has a function of integrating the position information acquired from the GPS communication module and the map information and displaying them on the display device 430.

表示装置430は、外光の反射を用いて表示する反射型液晶素子を用いて表示する反射型液晶表示装置431と、自発光素子を用いた発光表示装置432とを、光センサ417を用いて環境光を検出し、最適な表示方法を選択して表示することができる。   The display device 430 includes a reflective liquid crystal display device 431 that displays using a reflective liquid crystal element that displays using reflection of external light, and a light emitting display device 432 that uses a self-light emitting element, using an optical sensor 417. Ambient light can be detected and an optimal display method can be selected and displayed.

太陽光の下など明るい環境では、反射型液晶表示装置431を用いて表示を行い、外光を得られない環境下においては、発光表示装置432を用いて表示を行い、蛍光灯の下や、トンネル内など、十分な外光を得られない環境下においては、反射型液晶表示装置431と、発光表示装置432の両方を用いてハイブリッド表示を行うことができる。   In a bright environment such as under sunlight, display is performed using the reflective liquid crystal display device 431. In an environment where external light cannot be obtained, display is performed using the light emitting display device 432, and under a fluorescent lamp, In an environment where sufficient external light cannot be obtained, such as in a tunnel, hybrid display can be performed using both the reflective liquid crystal display device 431 and the light emitting display device 432.

表示装置430は、表示領域51、表示領域52、及び表示領域53を個別に更新する機能を有していることが望ましい。従って、表示装置430の表示を制御するゲートドライバは、デコーダタイプが望ましい。デコーダタイプのゲートドライバは、表示を更新したい画素が接続される走査線を選択することができるので、表示の更新を管理するのに適している。シフトレジスタを用いたゲートドライバで表示の更新を管理してもよい。   The display device 430 preferably has a function of individually updating the display area 51, the display area 52, and the display area 53. Therefore, the gate driver that controls the display of the display device 430 is preferably a decoder type. A decoder type gate driver can select a scanning line to which a pixel whose display is to be updated is connected, and thus is suitable for managing the display update. The display update may be managed by a gate driver using a shift register.

またメモリ412は、ディスプレイコントローラ411のフレームメモリの機能を有している。ディスプレイコントローラ411は、反射型液晶表示装置431と、発光表示装置432とを、使用状況に応じて切り替えて、表示装置430に信号を送るためのデータの一次保持領域として使用される。   The memory 412 has a function of a frame memory of the display controller 411. The display controller 411 is used as a primary holding area for data for switching between the reflective liquid crystal display device 431 and the light emitting display device 432 according to the use situation and sending a signal to the display device 430.

カメラ413a(図10(A)では筐体11に設けられ、非表示)は、入射光に応じた撮像画像を取得する機能を有する。カメラ413aで撮像した画像に対して、目的地の方向、行程距離、ルート等の情報を付加した画像を表示することができる。   The camera 413a (provided on the housing 11 and not displayed in FIG. 10A) has a function of acquiring a captured image corresponding to incident light. An image obtained by adding information such as a destination direction, a travel distance, and a route to the image captured by the camera 413a can be displayed.

ジャイロセンサ415は、方向変化を電気信号として出力する機能を有する。端末の向きを認識することで、ナビゲーションの精度を向上させることができる。   The gyro sensor 415 has a function of outputting a change in direction as an electrical signal. By recognizing the orientation of the terminal, navigation accuracy can be improved.

加速度センサ416は、傾きや加速度情報を電気信号として出力する機能を有する。GPS情報が取得できない場合に端末位置を認識するために加速度センサ416の出力情報を利用することができる。   The acceleration sensor 416 has a function of outputting tilt and acceleration information as an electrical signal. The output information of the acceleration sensor 416 can be used to recognize the terminal position when GPS information cannot be acquired.

タッチセンサ418から入力される信号によって、ナビゲーションシステム930の設定、起動、終了等の制御が行われる。さらに、カメラ413b、スピーカ419、マイク420、通信モジュール422等を用いて、通話、TV電話、チャット、メール等を行うための、設定、起動、終了などの制御が行われる。   Control such as setting, activation, and termination of the navigation system 930 is performed by a signal input from the touch sensor 418. Further, setting, activation, termination, and the like are controlled using the camera 413b, the speaker 419, the microphone 420, the communication module 422, and the like for making a call, a videophone call, a chat, an email, and the like.

図11には、一例としてナビゲーションシステム930の表示モードを示している。3つの表示モードを有し、それぞれの表示モードによって、表示領域51乃至53の表示を切り替えることができる。   FIG. 11 shows a display mode of the navigation system 930 as an example. There are three display modes, and the display of the display areas 51 to 53 can be switched according to each display mode.

Mode1は、メニューを表示し、ナビゲーションシステム930の設定を行うことができる。目的地、中継地、ナビゲーション中のインフォメーションの選択、インフォメーションの種類の設定など、様々な設定ができる。操作者にとって地図を見ながら、ルートを設定することで、利便性を高めることができる。地図情報を表示領域51に表示し、設定情報を表示領域52及び53に表示してもよい。操作者は自由に表示内容を切り替えて使用することができる。   Mode 1 can display a menu and set the navigation system 930. Various settings can be made such as destination, relay point, selection of information during navigation, and setting of information type. For the operator, the convenience can be enhanced by setting the route while looking at the map. Map information may be displayed in the display area 51, and setting information may be displayed in the display areas 52 and 53. The operator can freely change the display contents.

設定情報など、静止画の表示においては、酸化物半導体を半導体層に有するトランジスタは、オフリークが少ないため、表示の更新を少なくすることができる。従って、静止画を表示するときは消費電力を小さくすることができる。酸化物半導体を半導体層に有するトランジスタについては、実施の形態4にてさらに詳細を説明する。デコーダタイプのゲートドライバと組み合わせることで、表示領域を選択して、フレームの更新レートを管理することができ、さらに消費電力を小さくすることができる。   In display of still images such as setting information, a transistor including an oxide semiconductor in a semiconductor layer has less off-leakage, and thus display update can be reduced. Therefore, power consumption can be reduced when displaying still images. A transistor including an oxide semiconductor in a semiconductor layer will be described in detail in Embodiment 4. By combining with a decoder type gate driver, the display area can be selected, the frame update rate can be managed, and the power consumption can be further reduced.

Mode2は、ナビゲーション中の位置情報と地図情報を表示している。表示領域51にナビゲーション情報を表示し、表示領域52にナビゲーションのルート情報、分岐点の距離情報などが表示される。表示領域53に次の分岐点までの距離情報や、例えば交差点の地名などを表示することができる。   Mode 2 displays position information and map information during navigation. Navigation information is displayed in the display area 51, and navigation route information, branch point distance information, and the like are displayed in the display area 52. In the display area 53, distance information to the next branch point, for example, a place name of an intersection can be displayed.

図10(A)に示した表示例は、Mode2を例として示した。Mode2は、設定画面において、分岐点までの距離を登録することで、GPSモジュールにより検知した位置情報から算出し、Mode2の表示に自動で切り替えることができる。ただし、常にMode2又はMode3の表示方法に固定することもできる。   The display example shown in FIG. 10A shows Mode 2 as an example. Mode 2 is calculated from the position information detected by the GPS module by registering the distance to the branch point on the setting screen, and can be automatically switched to display of Mode 2. However, it can always be fixed to the display method of Mode2 or Mode3.

Mode3は、ナビゲーション中の位置情報と地図情報を表示している。表示領域51乃至53を一つの表示領域として使用することができる。ナビゲーション中に、通知情報がある場合に、曲率を有する表示領域53に表示する機能を有している。   Mode 3 displays position information and map information during navigation. The display areas 51 to 53 can be used as one display area. When there is notification information during navigation, it has a function of displaying in the display area 53 having curvature.

表示領域53に、通知情報が割り込んで表示されるために、強調表示されることが望ましい。強調表示によって、視認性と、認知性とを高める効果がある。通知情報の種類としては、通話、TV電話、チャット、メール等のコミュニケーションツール、もしくは周辺の店舗情報、イベント情報などを表示することができる。通知情報の種類は、Mode1において設定をすることができる。   Since the notification information is interrupted and displayed in the display area 53, it is preferably highlighted. Emphasis display has an effect of improving visibility and cognition. As the types of notification information, communication tools such as telephone calls, videophone calls, chats, and emails, nearby store information, event information, and the like can be displayed. The type of notification information can be set in Mode1.

Mode2とMode3とは、設定により自動で切り替えることができる。またMode2の表示モードで、表示領域53にだけ通知情報を表示することもできる。   Mode 2 and Mode 3 can be automatically switched by setting. Also, the notification information can be displayed only in the display area 53 in the Mode 2 display mode.

本実施の形態で示したナビゲーションシステム930は、小型で可搬性に優れている。そのため、歩行、ジョギング、マラソンなどの運動時に携帯することができる。さらに、車輪もしくはモータを動力として移動する移動手段にも設置することができる。移動手段としては、自転車、電動機付自転車、バイク、車、電車、飛行機、船舶などにも設置することができる。ヒンジ13を有することで、表示角度を変えることができるため、設置面積を小さくすることができる。従って、容易に設置が可能で、さらに着脱も容易になる。   The navigation system 930 shown in this embodiment mode is small and excellent in portability. Therefore, it can be carried during exercises such as walking, jogging and marathon. Furthermore, it can also be installed in a moving means that moves with wheels or a motor as power. The moving means can be installed on a bicycle, a bicycle with an electric motor, a motorcycle, a car, a train, an airplane, a ship, and the like. Since the display angle can be changed by having the hinge 13, the installation area can be reduced. Therefore, it can be installed easily and can be easily attached and detached.

また表示領域が広く、情報量を多く表示することができる。表示領域51と、表示領域52の視野角を合わせることで、折り畳み式の構成においても、視認性は劣化しない。また、表示領域53が曲面を有しているため、表示領域51乃至53を一つの表示領域として、地図情報などを見るときにもシームレスな表示を提供することができる。   In addition, the display area is wide and a large amount of information can be displayed. By matching the viewing angles of the display area 51 and the display area 52, the visibility does not deteriorate even in a foldable configuration. In addition, since the display area 53 has a curved surface, the display areas 51 to 53 can be used as one display area to provide a seamless display when viewing map information and the like.

さらに、ナビゲーション中は、早朝や夜間など外光がない環境、トンネルの中や建物の中など蛍光灯や特殊な光源の環境、さらに太陽光の下など非常に明るい環境など、様々な外光の変化が存在する。いずれの場合も、光センサ417及びGPS通信モジュール414からの位置情報から、CPUは判断することができ、反射型液晶表示装置431と、発光表示装置432と、を組み合わせて最適な表示を提供することができる。   In addition, during navigation, there are various types of external light, such as environments where there is no outside light such as early morning or night, fluorescent or special light sources such as in tunnels or buildings, and extremely bright environments such as under sunlight. There are changes. In any case, the CPU can determine from position information from the optical sensor 417 and the GPS communication module 414, and provides an optimal display by combining the reflective liquid crystal display device 431 and the light emitting display device 432. be able to.

図12は、ナビゲーションシステム930の処理をフローチャートで示す。   FIG. 12 shows the processing of the navigation system 930 in a flowchart.

Step1は、Mode1における設定を行う。   Step1 performs setting in Mode1.

Step2は、Mode1における、目的地の設定を行う。ナビゲーションを行う上で目的地が未設定の場合は、Step1に戻る。   Step 2 sets the destination in Mode 1. If the destination is not set for navigation, the process returns to Step 1.

Step3は、ナビゲーションシステムを用いたルート案内がスタートする。Mode3の表示モードになり、表示領域51乃至53に地図情報及び、GPS通信モジュール414で検出した、現在位置の情報を表示する。   In Step 3, route guidance using the navigation system starts. The display mode of Mode 3 is set, and the map information and information on the current position detected by the GPS communication module 414 are displayed in the display areas 51 to 53.

Step4は、新たに現在位置の情報をGPS通信モジュール414から取得する。Mode3の表示モードを基本とする。   Step 4 newly acquires current position information from the GPS communication module 414. Based on the display mode of Mode3.

Step5は、分岐点に近づいて表示をする必要があるか判断する。表示する必要がなければ、STEP7に移行する。   Step 5 determines whether it is necessary to display near the branch point. If it is not necessary to display, the process proceeds to STEP7.

Step6は、Step5において分岐点の表示を行う距離内に入ったことを示す。表示モードはMode2に移行し、表示領域51には、図10(A)に示したように案内表示61及び方向指示62などの表示オブジェクトが表示される。表示領域52は、現在位置から先に想定される分岐ポイントの詳細をリストとして表示する。表示領域53には、直近の分岐に関する詳細が表示される。表示領域53は、明るさや、塗りつぶし、点滅等、様々な方法を用いて、操作者に注意喚起を促すことができる。表示領域53はStep1の設定で、表示方法を選択することができる。分岐ポイントを通過したあとは、Step7に移行する。   Step 6 indicates that it is within the distance for displaying the branch point in Step 5. The display mode shifts to Mode 2, and display objects such as a guidance display 61 and a direction instruction 62 are displayed in the display area 51 as shown in FIG. The display area 52 displays details of the branch points assumed earlier from the current position as a list. The display area 53 displays details regarding the latest branch. The display area 53 can prompt the operator to call attention using various methods such as brightness, painting, and blinking. In the display area 53, the display method can be selected by setting Step1. After passing through the branch point, the process proceeds to Step 7.

Step7は、表示モードがMode2又はMode3において判断される。操作者への通知情報があれば、表示領域53の情報を更新する。通知情報がなければStep9に移行する。   In Step 7, the display mode is determined in Mode 2 or Mode 3. If there is notification information to the operator, the information in the display area 53 is updated. If there is no notification information, the process proceeds to Step 9.

Step8は、通知情報を表示領域53に表示する。通知情報の種類としては、通話、TV電話、チャット、メール等のコミュニケーションツールからの通知、もしくは周辺の店舗情報、イベント情報などを表示することができる。表示の終了後は、Step9に移行する。   Step 8 displays the notification information in the display area 53. As types of notification information, notifications from communication tools such as telephone calls, videophone calls, chats, and emails, or nearby store information and event information can be displayed. After the display is completed, the process proceeds to Step 9.

Step9は、Step4におけるGPS通信モジュール414からの情報を基に、地図情報と、現在位置情報を更新する。   Step 9 updates the map information and the current position information based on the information from the GPS communication module 414 in Step 4.

Step10は、目的地に到着したかを判断する。目的地に到着したときは、表示領域51乃至53のいずれか、もしくは全て、もしくは表示領域51乃至53を一つの表示領域として目的地到着の表示、移動距離、移動時間などの詳細を表示し、ナビゲーションを終了することができる。目的地に到着せず、ナビゲーションの途中であれば、Step4に移行する。   Step 10 determines whether the destination has been reached. When arriving at the destination, display one of the display areas 51 to 53, or all of the display areas 51 to 53 as one display area, and display details such as destination arrival display, travel distance, and travel time. Navigation can be terminated. If the destination is not reached and navigation is in progress, the process proceeds to Step 4.

これらのStepを実行することで、折り畳み可能なナビゲーションシステム930を用いて快適な表示と、ルート案内を実現することができる。   By executing these Steps, comfortable display and route guidance can be realized using the foldable navigation system 930.

以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。   The structures and methods described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures and methods described in the other embodiments.

(実施の形態4) (Embodiment 4)

〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。図7では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
[Transistor]
The transistor includes a conductive layer that functions as a gate electrode, a semiconductor layer, a conductive layer that functions as a source electrode, a conductive layer that functions as a drain electrode, and an insulating layer that functions as a gate insulating layer. FIG. 7 shows the case where a bottom-gate transistor is applied.

なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。又は、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。   Note that there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of one embodiment of the present invention. For example, a planar transistor, a staggered transistor, or an inverted staggered transistor may be used. Further, a top-gate or bottom-gate transistor structure may be employed. Alternatively, gate electrodes may be provided above and below the channel.

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。   There is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor material used for the transistor, and any of an amorphous semiconductor and a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region) is used. May be used. It is preferable to use a crystalline semiconductor because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.

また、トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ましくは3eV以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む金属酸化物などであり、例えば、後述するCAC−OSなどを用いることができる。   As a semiconductor material used for the transistor, a metal oxide having an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more can be used. Typically, a metal oxide containing indium, for example, a CAC-OS described later can be used.

シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。   A transistor using a metal oxide having a wider band gap and lower carrier density than silicon retains charges accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long period of time due to its low off-state current. Is possible.

半導体層は、例えばインジウム、亜鉛及びM(アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジム又はハフニウム等の金属)を含むIn−M−Zn系酸化物で表記される膜とすることができる。   The semiconductor layer is expressed by an In-M-Zn-based oxide containing indium, zinc, and M (metal such as aluminum, titanium, gallium, germanium, yttrium, zirconium, lanthanum, cerium, tin, neodymium, or hafnium). It can be a membrane.

半導体層を構成する金属酸化物がIn−M−Zn系酸化物の場合、In−M−Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:3、In:M:Zn=4:2:4.1、In:M:Zn=5:1:6、In:M:Zn=5:1:7、In:M:Zn=5:1:8等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。   When the metal oxide composing the semiconductor layer is an In-M-Zn-based oxide, the atomic ratio of the metal element of the sputtering target used for forming the In-M-Zn oxide is In ≧ M, Zn It is preferable to satisfy ≧ M. As the atomic ratio of the metal elements of such a sputtering target, In: M: Zn = 1: 1: 1, In: M: Zn = 1: 1: 1.2, In: M: Zn = 3: 1: 2, In: M: Zn = 4: 2: 3, In: M: Zn = 4: 2: 4.1, In: M: Zn = 5: 1: 6, In: M: Zn = 5: 1: 7, In: M: Zn = 5: 1: 8 etc. are preferable. Note that the atomic ratio of the semiconductor layer to be formed includes a variation of plus or minus 40% of the atomic ratio of the metal element contained in the sputtering target.

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき金属酸化物を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線は電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。   The bottom-gate transistor described in this embodiment is preferable because the number of manufacturing steps can be reduced. In addition, by using a metal oxide at this time, the wiring under the semiconductor layer can be formed at a temperature lower than that of polycrystalline silicon, and a material having low heat resistance can be used as an electrode material and a substrate material. Can widen the choice of materials. For example, a glass substrate having an extremely large area can be suitably used.

半導体層としては、キャリア密度の低い金属酸化物膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が1×1017/cm以下、好ましくは1×1015/cm以下、さらに好ましくは1×1013/cm以下、より好ましくは1×1011/cm以下、さらに好ましくは1×1010/cm未満であり、1×10−9/cm以上のキャリア密度の金属酸化物を用いることができる。そのような金属酸化物を、高純度真性又は実質的に高純度真性な金属酸化物と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する金属酸化物であるといえる。 As the semiconductor layer, a metal oxide film with low carrier density is used. For example, the semiconductor layer has a carrier density of 1 × 10 17 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 15 / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 13 / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 11 / cm 3. 3 or less, more preferably less than 1 × 10 10 / cm 3, it is possible to use a 1 × 10 -9 / cm 3 metal oxide or more carrier density. Such metal oxides are referred to as high purity intrinsic or substantially high purity intrinsic metal oxides. Accordingly, it can be said that the metal oxide has stable characteristics because the impurity concentration is low and the density of defect states is low.

なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性(電界効果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。   Note that the composition is not limited thereto, and a transistor having an appropriate composition may be used depending on required semiconductor characteristics and electrical characteristics (field-effect mobility, threshold voltage, and the like) of the transistor. In addition, in order to obtain the required semiconductor characteristics of the transistor, it is preferable that the semiconductor layer have appropriate carrier density, impurity concentration, defect density, atomic ratio of metal element to oxygen, interatomic distance, density, and the like. .

半導体層を構成する金属酸化物において、第14族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、n型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度(二次イオン質量分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1017atoms/cm以下とする。 If the metal oxide constituting the semiconductor layer contains silicon or carbon which is one of the Group 14 elements, oxygen vacancies increase in the semiconductor layer and become n-type. Therefore, the concentration of silicon or carbon in the semiconductor layer (concentration obtained by secondary ion mass spectrometry) is 2 × 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 × 10 17 atoms / cm 3 or less.

また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、金属酸化物と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1016atoms/cm以下にする。 In addition, when an alkali metal and an alkaline earth metal are combined with a metal oxide, carriers may be generated, which may increase the off-state current of the transistor. Therefore, the concentration of alkali metal or alkaline earth metal obtained by secondary ion mass spectrometry in the semiconductor layer is set to 1 × 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 × 10 16 atoms / cm 3 or less.

また、半導体層を構成する金属酸化物に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている金属酸化物を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、5×1018atoms/cm以下にすることが好ましい。 In addition, when nitrogen is contained in the metal oxide constituting the semiconductor layer, electrons as carriers are generated, the carrier density is increased, and the n-type is easily obtained. As a result, a transistor using a metal oxide containing nitrogen is likely to be normally on. For this reason, it is preferable that the nitrogen concentration obtained by secondary ion mass spectrometry in the semiconductor layer is 5 × 10 18 atoms / cm 3 or less.

また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、c軸に配向した結晶を有するCAAC−OS(C−Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor、又は、C−Axis Aligned and A−B−plane Anchored Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶構造、微結晶構造、又は非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、CAAC−OSは最も欠陥準位密度が低い。   The semiconductor layer may have a non-single crystal structure, for example. The non-single-crystal structure includes, for example, a CAAC-OS (C-Axis Crystalline Oxide Semiconductor Semiconductor) having a crystal oriented in the c-axis, or a C-Axis Aligned and A-B-Plane Annealed Crystal Oxide Crystal Structure, Includes a microcrystalline structure or an amorphous structure. In the non-single-crystal structure, the amorphous structure has the highest density of defect states, and the CAAC-OS has the lowest density of defect states.

非晶質構造の金属酸化物膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。又は、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。   An amorphous metal oxide film has, for example, disordered atomic arrangement and no crystal component. Alternatively, the oxide film having an amorphous structure has, for example, a completely amorphous structure and does not have a crystal part.

なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CAAC−OSの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、又は積層構造を有する場合がある。   Note that the semiconductor layer may be a mixed film including two or more of an amorphous structure region, a microcrystalline structure region, a polycrystalline structure region, a CAAC-OS region, and a single crystal structure region. Good. For example, the mixed film may have a single-layer structure or a stacked structure including any two or more of the above-described regions.

<CAC−OSの構成>
以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるCAC(Cloud−Aligned Composite)−OSの構成について説明する。
<Configuration of CAC-OS>
A structure of a CAC (Cloud-Aligned Composite) -OS that can be used for the transistor disclosed in one embodiment of the present invention is described below.

本明細書等において、金属酸化物(metal oxide)とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体(透明酸化物導電体を含む)、酸化物半導体(Oxide Semiconductor又は単にOSともいう)などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、OS FETと記載する場合においては、金属酸化物又は酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。   In this specification and the like, a metal oxide is a metal oxide in a broad expression. Metal oxides are classified into oxide insulators, oxide conductors (including transparent oxide conductors), oxide semiconductors (also referred to as oxide semiconductors or simply OS), and the like. For example, when a metal oxide is used for an active layer of a transistor, the metal oxide may be referred to as an oxide semiconductor. That is, in the case of describing as an OS FET, it can be translated into a transistor including a metal oxide or an oxide semiconductor.

本明細書において、金属酸化物が、導電体の機能を有する領域と、誘電体の機能を有する領域とが混合し、金属酸化物全体では半導体として機能する場合、CAC(Cloud−Aligned Composite)−OS(Oxide Semiconductor)、又はCAC−metal oxideと定義する。   In this specification, in the case where a metal oxide region in which a region having a conductor function and a region having a dielectric function are mixed and the entire metal oxide functions as a semiconductor, a CAC (Cloud-Aligned Composite) − It is defined as OS (Oxide Semiconductor) or CAC-metal oxide.

つまり、CAC−OSとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、0.5nm以上3nm以下、又はその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の元素が偏在し、該元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、0.5nm以上3nm以下、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又はパッチ状ともいう。   In other words, the CAC-OS is one structure of a material in which an element included in an oxide semiconductor is unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 0.5 nm to 3 nm, or the vicinity thereof. . Note that in the following, in an oxide semiconductor, one or more elements are unevenly distributed, and a region including the element has a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 0.5 nm to 3 nm, or the vicinity thereof. The state mixed with is also referred to as mosaic or patch.

特定の元素が偏在した領域は、該元素が有する性質により、物理特性が決定する。例えば、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、絶縁体となる傾向がある元素が偏在した領域は、誘電体領域となる。一方、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、導体となる傾向がある元素が偏在した領域は、導電体領域となる。また、導電体領域、及び誘電体領域がモザイク状に混合することで、材料としては、半導体として機能する。   The physical characteristics of a region where a specific element is unevenly distributed are determined by the properties of the element. For example, a region in which elements that tend to become insulators are relatively uneven among the elements constituting the metal oxide is a dielectric region. On the other hand, a region in which elements that tend to be conductors are relatively uneven among the elements constituting the metal oxide is a conductor region. Further, the conductor region and the dielectric region are mixed in a mosaic shape, so that the material functions as a semiconductor.

つまり、本発明の一態様における金属酸化物は、物理特性が異なる材料が混合した、マトリックス複合材(matrix composite)、又は金属マトリックス複合材(metal matrix composite)の一種である。   That is, the metal oxide in one embodiment of the present invention is a kind of a matrix composite or a metal matrix composite in which materials having different physical properties are mixed.

なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、元素M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種)が含まれていてもよい。   Note that the oxide semiconductor preferably contains at least indium. In particular, it is preferable to contain indium and zinc. In addition to them, element M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum. , One or more selected from tungsten, magnesium, or the like) may be included.

例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OS(CAC−OSの中でもIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、又はインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、又はガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、及びZ4は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、又はInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。 For example, a CAC-OS in In-Ga-Zn oxide (In-Ga-Zn oxide among CAC-OSs may be referred to as CAC-IGZO in particular) is an indium oxide (hereinafter referred to as InO). X1 (X1 is greater real than 0) and.), or indium zinc oxide (hereinafter, in X2 Zn Y2 O Z2 ( X2, Y2, and Z2 is larger real than 0) and a.), gallium An oxide (hereinafter referred to as GaO X3 (X3 is a real number greater than 0)) or a gallium zinc oxide (hereinafter referred to as Ga X4 Zn Y4 O Z4 (where X4, Y4, and Z4 are greater than 0)) to.) and the like, the material becomes mosaic by separate into, mosaic InO X1, or in X2 Zn Y2 O Z2 is configured uniformly distributed in the film (hereinafter, cloud Also referred to.) A.

つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。 That, CAC-OS includes a region GaO X3 is the main component, In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 there is a region which is a main component, a composite oxide semiconductor having a structure that is mixed. Note that in this specification, for example, the first region indicates that the atomic ratio of In to the element M in the first region is larger than the atomic ratio of In to the element M in the second region. It is assumed that the concentration of In is higher than that in the second region.

なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、又はIn(1+x0)Ga(1−x0)(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。 Note that IGZO is a common name and sometimes refers to one compound of In, Ga, Zn, and O. As a typical example, InGaO 3 (ZnO) m1 (m1 is a natural number) or In (1 + x0) Ga (1-x0) O 3 (ZnO) m0 (−1 ≦ x0 ≦ 1, m0 is an arbitrary number) A crystalline compound may be mentioned.

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、又はCAAC構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造である。   The crystalline compound has a single crystal structure, a polycrystalline structure, or a CAAC structure. The CAAC structure is a crystal structure in which a plurality of IGZO nanocrystals have c-axis orientation and are connected without being oriented in the ab plane.

一方、CAC−OSは、酸化物半導体の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、一部にInを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。   On the other hand, CAC-OS relates to a material structure of an oxide semiconductor. CAC-OS refers to a nanoparticulate region mainly composed of Ga and partly composed of In, in a material configuration containing In, Ga, Zn, and O. Are observed, each of which is randomly dispersed in a mosaic pattern. Therefore, in the CAC-OS, the crystal structure is a secondary element.

なお、CAC−OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。   Note that the CAC-OS does not include a stacked structure of two or more kinds of films having different compositions. For example, a structure composed of two layers of a film mainly containing In and a film mainly containing Ga is not included.

なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。 Incidentally, a region GaO X3 is the main component, In X2 Zn Y2 O Z2, or the region InO X1 is the main component, it may clear boundary can not be observed.

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部に該元素を主成分とするナノ粒子状領域が観察され、一部にInを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。   Instead of gallium, selected from aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, etc. In the case where one or a plurality of types are included, in the CAC-OS, a nanoparticulate region mainly containing the element is observed in part, and a nanoparticulate region mainly containing In is partly observed. Are observed, each of which is randomly dispersed in a mosaic pattern.

<CAC−OSの解析>
続いて、各種測定方法を用い、基板上に成膜した酸化物半導体について測定を行った結果について説明する。
<Analysis of CAC-OS>
Subsequently, the results of measurement of an oxide semiconductor film formed on a substrate using various measurement methods will be described.

≪試料の構成と作製方法≫
以下では、本発明の一態様に係る9個の試料について説明する。各試料は、それぞれ、酸化物半導体を成膜する際の基板温度、及び酸素ガス流量比を異なる条件で作製する。なお、試料は、基板と、基板上の酸化物半導体と、を有する構造である。
<< Sample structure and production method >>
In the following, nine samples according to one embodiment of the present invention are described. Each sample is manufactured under different conditions for the substrate temperature and the oxygen gas flow rate when the oxide semiconductor film is formed. Note that the sample has a structure including a substrate and an oxide semiconductor over the substrate.

各試料の作製方法について、説明する。   A method for manufacturing each sample will be described.

まず、基板として、ガラス基板を用いる。続いて、スパッタリング装置を用いて、ガラス基板上に酸化物半導体として、厚さ100nmのIn−Ga−Zn酸化物を形成する。成膜条件は、チャンバー内の圧力を0.6Paとし、ターゲットには、酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=4:2:4.1[原子数比])を用いる。また、スパッタリング装置内に設置された酸化物ターゲットに2500WのAC電力を供給する。   First, a glass substrate is used as the substrate. Subsequently, an In—Ga—Zn oxide with a thickness of 100 nm is formed as an oxide semiconductor over the glass substrate with a sputtering apparatus. The deposition conditions are such that the pressure in the chamber is 0.6 Pa and an oxide target (In: Ga: Zn = 4: 2: 4.1 [atomic ratio]) is used as the target. In addition, 2500 W AC power is supplied to the oxide target installed in the sputtering apparatus.

なお、酸化物を成膜する際の条件として、基板温度を、意図的に加熱しない温度(以下、室温又はR.T.ともいう。)、130℃、又は170℃とした。また、Arと酸素の混合ガスに対する酸素ガスの流量比(以下、酸素ガス流量比ともいう。)を、10%、30%、又は100%とすることで、9個の試料を作製する。   Note that as a condition for forming the oxide, the substrate temperature was set to a temperature at which the substrate was not intentionally heated (hereinafter also referred to as room temperature or RT), 130 ° C., or 170 ° C. In addition, nine samples are manufactured by setting the flow rate ratio of oxygen gas to the mixed gas of Ar and oxygen (hereinafter also referred to as oxygen gas flow rate ratio) to 10%, 30%, or 100%.

≪X線回折による解析≫
本項目では、9個の試料に対し、X線回折(XRD:X−ray diffraction)測定を行った結果について説明する。なお、XRD装置として、Bruker社製D8 ADVANCEを用いた。また、条件は、Out−of−plane法によるθ/2θスキャンにて、走査範囲を15deg.乃至50deg.、ステップ幅を0.02deg.、走査速度を3.0deg./分とした。
≪Analysis by X-ray diffraction≫
In this item, the results of X-ray diffraction (XRD) measurement on nine samples will be described. Note that Bruker D8 ADVANCE was used as the XRD apparatus. The condition is that the scanning range is 15 deg. In θ / 2θ scanning by the out-of-plane method. To 50 deg. , The step width is 0.02 deg. The scanning speed is 3.0 deg. / Min.

図13にOut−of−plane法を用いてXRDスペクトルを測定した結果を示す。なお、図13において、上段には成膜時の基板温度条件が170℃の試料における測定結果、中段には成膜時の基板温度条件が130℃の試料における測定結果、下段には成膜時の基板温度条件がR.T.の試料における測定結果を示す。また、左側の列には酸素ガス流量比の条件が10%の試料における測定結果、中央の列には酸素ガス流量比の条件が30%の試料における測定結果、右側の列には酸素ガス流量比の条件が100%の試料における測定結果、を示す。   FIG. 13 shows the results of measuring the XRD spectrum using the out-of-plane method. In FIG. 13, the upper part shows the measurement result for the sample whose substrate temperature condition during film formation is 170 ° C., the middle part shows the measurement result for the sample whose substrate temperature condition during film formation is 130 ° C., and the lower part shows the measurement result during film formation. The substrate temperature condition of R.R. T.A. The measurement result in the sample is shown. The left column shows the measurement results for the sample with an oxygen gas flow ratio of 10%, the center column shows the measurement results for a sample with an oxygen gas flow ratio of 30%, and the right column shows the oxygen gas flow rate. The measurement result in the sample whose ratio condition is 100% is shown.

図13に示すXRDスペクトルは、成膜時の基板温度を高くする、又は、成膜時の酸素ガス流量比の割合を大きくすることで、2θ=31°付近のピーク強度が高くなる。なお、2θ=31°付近のピークは、被形成面又は上面に略垂直方向に対してc軸に配向した結晶性IGZO化合物(CAAC(c−axis aligned crystalline)−IGZOともいう。)であることに由来することが分かっている。   In the XRD spectrum shown in FIG. 13, the peak intensity in the vicinity of 2θ = 31 ° is increased by increasing the substrate temperature during film formation or increasing the ratio of the oxygen gas flow rate ratio during film formation. Note that the peak near 2θ = 31 ° is a crystalline IGZO compound (also referred to as CAAC (c-axis aligned crystalline) -IGZO) oriented in the c-axis with respect to a surface to be formed or an upper surface substantially perpendicular to the surface. Is known to originate from

また、図13に示すXRDスペクトルは、成膜時の基板温度が低い、又は、酸素ガス流量比が小さいほど、明確なピークが現れなかった。従って、成膜時の基板温度が低い、又は、酸素ガス流量比が小さい試料は、測定領域のa−b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。   Further, in the XRD spectrum shown in FIG. 13, a clear peak did not appear as the substrate temperature during film formation was lower or the oxygen gas flow rate ratio was smaller. Therefore, it can be seen that the sample having a low substrate temperature during film formation or a small oxygen gas flow ratio does not show orientation in the ab plane direction and c-axis direction of the measurement region.

≪電子顕微鏡による解析≫
本項目では、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料を、HAADF(High−Angle Annular Dark Field)−STEM(Scanning Transmission Electron Microscope)によって観察、及び解析した結果について説明する(以下、HAADF−STEMによって取得した像は、TEM像ともいう。)。
≪Analysis with electron microscope≫
In this item, the substrate temperature R.D. T.A. The results of observation and analysis of a sample prepared at an oxygen gas flow rate ratio of 10% by HAADF (High-Angle Angular Dark Field) -STEM (Scanning Transmission Electron Microscope) are described below (hereinafter acquired by HAADF-STEM). The image is also called a TEM image.)

HAADF−STEMによって取得した平面像(以下、平面TEM像ともいう。)、及び断面像(以下、断面TEM像ともいう。)の画像解析を行った結果について説明する。なお、TEM像は、球面収差補正機能を用いて観察した。なお、HAADF−STEM像の撮影には、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡JEM−ARM200Fを用いて、加速電圧200kV、ビーム径約0.1nmφの電子線を照射して行った。   The results of image analysis of a planar image (hereinafter also referred to as a planar TEM image) acquired by HAADF-STEM and a cross-sectional image (hereinafter also referred to as a sectional TEM image) will be described. The TEM image was observed using a spherical aberration correction function. The HAADF-STEM image was taken by irradiating an electron beam with an acceleration voltage of 200 kV and a beam diameter of about 0.1 nmφ using an atomic resolution analytical electron microscope JEM-ARM200F manufactured by JEOL Ltd.

図14(A)は、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の平面TEM像である。図14(B)は、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面TEM像である。   FIG. 14A shows the substrate temperature R.P. T.A. And a planar TEM image of a sample prepared at an oxygen gas flow rate ratio of 10%. FIG. 14B shows the substrate temperature R.D. T.A. And a cross-sectional TEM image of a sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10%.

≪電子線回折パターンの解析≫
本項目では、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料に、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで、電子線回折パターンを取得した結果について説明する。
≪Analysis of electron diffraction pattern≫
In this item, the substrate temperature R.D. T.A. A result of acquiring an electron beam diffraction pattern by irradiating an electron beam having a probe diameter of 1 nm (also referred to as a nanobeam electron beam) to a sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10% will be described.

図14(A)に示す、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の平面TEM像において、黒点a1、黒点a2、黒点a3、黒点a4、及び黒点a5で示す電子線回折パターンを観察する。なお、電子線回折パターンの観察は、電子線を照射しながら0秒の位置から35秒の位置まで一定の速度で移動させながら行う。黒点a1の結果を図14(C)、黒点a2の結果を図14(D)、黒点a3の結果を図14(E)、黒点a4の結果を図14(F)、及び黒点a5の結果を図14(G)に示す。   As shown in FIG. 14A, the substrate temperature R.D. T.A. In a planar TEM image of a sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10%, electron beam diffraction patterns indicated by black spots a1, black spots a2, black spots a3, black spots a4, and black spots a5 are observed. The observation of the electron beam diffraction pattern is performed while moving at a constant speed from the 0 second position to the 35 second position while irradiating the electron beam. FIG. 14C shows the result of black point a1, FIG. 14D shows the result of black point a2, FIG. 14E shows the result of black point a3, FIG. 14F shows the result of black point a4, and FIG. As shown in FIG.

図14(C)、図14(D)、図14(E)、図14(F)、及び図14(G)より、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。   From FIG. 14C, FIG. 14D, FIG. 14E, FIG. 14F, and FIG. 14G, it is possible to observe a high luminance region like a circle (in a ring shape). A plurality of spots can be observed in the ring-shaped region.

また、図14(B)に示す、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面TEM像において、黒点b1、黒点b2、黒点b3、黒点b4、及び黒点b5で示す電子線回折パターンを観察する。黒点b1の結果を図14(H)、黒点b2の結果を図14(I)、黒点b3の結果を図14(J)、黒点b4の結果を図14(K)、及び黒点b5の結果を図14(L)に示す。   Further, as shown in FIG. 14B, the substrate temperature R.D. T.A. In the cross-sectional TEM image of the sample prepared at an oxygen gas flow rate ratio of 10%, the electron beam diffraction patterns indicated by black spots b1, black spots b2, black spots b3, black spots b4, and black spots b5 are observed. FIG. 14H shows the result of black point b1, FIG. 14I shows the result of black point b2, FIG. 14J shows the result of black point b3, FIG. 14K shows the result of black point b4, and FIG. As shown in FIG.

図14(H)、図14(I)、図14(J)、図14(K)、及び図14(L)より、リング状に輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。   From FIG. 14 (H), FIG. 14 (I), FIG. 14 (J), FIG. 14 (K), and FIG. A plurality of spots can be observed in the ring-shaped region.

ここで、例えば、InGaZnOの結晶を有するCAAC−OSに対し、試料面に平行にプローブ径が300nmの電子線を入射させると、InGaZnOの結晶の(009)面に起因するスポットが含まれる回折パターンが見られる。つまり、CAAC−OSは、c軸配向性を有し、c軸が被形成面又は上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ径が300nmの電子線を入射させると、リング状の回折パターンが確認される。つまり、CAAC−OSは、a軸及びb軸は配向性を有さないことがわかる。 Here, for example, when an electron beam with a probe diameter of 300 nm is incident on a CAAC-OS having an InGaZnO 4 crystal in parallel to the sample surface, spots resulting from the (009) plane of the InGaZnO 4 crystal are included. A diffraction pattern is seen. That is, it can be seen that the CAAC-OS has c-axis orientation and the c-axis is oriented in a direction substantially perpendicular to the formation surface or the top surface. On the other hand, when an electron beam with a probe diameter of 300 nm is incident on the same sample perpendicularly to the sample surface, a ring-shaped diffraction pattern is confirmed. That is, in the CAAC-OS, the a-axis and the b-axis do not have orientation.

また、微結晶を有する酸化物半導体(nano crystalline oxide semiconductor。以下、nc−OSという。)に対し、大きいプローブ径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子線回折を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。また、nc−OSに対し、小さいプローブ径の電子線(例えば50nm未満)を用いるナノビーム電子線回折を行うと、輝点(スポット)が観測される。また、nc−OSに対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リング状の領域に複数の輝点が観測される場合がある。   Further, when electron beam diffraction using an electron beam with a large probe diameter (for example, 50 nm or more) is performed on an oxide semiconductor having microcrystals (hereinafter referred to as nc-OS), a halo pattern is obtained. A simple diffraction pattern is observed. Further, when nanobeam electron diffraction is performed on the nc-OS using an electron beam with a small probe diameter (for example, less than 50 nm), bright spots (spots) are observed. Further, when nanobeam electron diffraction is performed on the nc-OS, a region with high luminance may be observed so as to draw a circle (in a ring shape). In addition, a plurality of bright spots may be observed in the ring-shaped region.

成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の電子線回折パターンは、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点を有する。従って、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料は、電子線回折パターンが、nc−OSになり、平面方向、及び断面方向において、配向性は有さない。   Substrate temperature R.D. T.A. The electron beam diffraction pattern of a sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10% has a ring-like high luminance region and a plurality of bright spots in the ring region. Therefore, the substrate temperature R.D. T.A. And the sample manufactured with an oxygen gas flow rate ratio of 10% has an electron diffraction pattern of nc-OS, and has no orientation in the plane direction and the cross-sectional direction.

以上より、成膜時の基板温度が低い、又は、酸素ガス流量比が小さい酸化物半導体は、アモルファス構造の酸化物半導体膜とも、単結晶構造の酸化物半導体膜とも明確に異なる性質を有すると推定できる。   As described above, an oxide semiconductor with a low substrate temperature or a low oxygen gas flow ratio during film formation has properties that are clearly different from those of an amorphous oxide semiconductor film and a single crystal oxide semiconductor film. Can be estimated.

≪元素分析≫
本項目では、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用い、EDXマッピングを取得し、評価することによって、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の元素分析を行った結果について説明する。なお、EDX測定には、元素分析装置として日本電子株式会社製エネルギー分散型X線分析装置JED−2300Tを用いる。なお、試料から放出されたX線の検出にはSiドリフト検出器を用いる。
≪Elemental analysis≫
In this item, by using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and obtaining and evaluating EDX mapping, the substrate temperature R.D. T.A. The results of elemental analysis of a sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10% will be described. For EDX measurement, an energy dispersive X-ray analyzer JED-2300T manufactured by JEOL Ltd. is used as an element analyzer. A Si drift detector is used to detect X-rays emitted from the sample.

EDX測定では、試料の分析対象領域の各点に電子線照射を行い、これにより発生する試料の特性X線のエネルギーと発生回数を測定し、各点に対応するEDXスペクトルを得る。本実施の形態では、各点のEDXスペクトルのピークを、In原子のL殻への電子遷移、Ga原子のK殻への電子遷移、Zn原子のK殻への電子遷移及びO原子のK殻への電子遷移に帰属させ、各点におけるそれぞれの原子の比率を算出する。これを試料の分析対象領域について行うことにより、各原子の比率の分布が示されたEDXマッピングを得ることができる。   In the EDX measurement, each point in the analysis target region of the sample is irradiated with an electron beam, and the characteristic X-ray energy and the number of occurrences of the sample generated thereby are measured to obtain an EDX spectrum corresponding to each point. In this embodiment, the peak of the EDX spectrum at each point is represented by the electron transition from the In atom to the L shell, the electron transition from the Ga atom to the K shell, the electron transition from the Zn atom to the K shell, and the K shell from the O atom. And the ratio of each atom at each point is calculated. By performing this for the analysis target region of the sample, EDX mapping showing the distribution of the ratio of each atom can be obtained.

図15には、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面におけるEDXマッピングを示す。図15(A)は、Ga原子のEDXマッピング(全原子に対するGa原子の比率は1.18乃至18.64[atomic%]の範囲とする。)である。図15(B)は、In原子のEDXマッピング(全原子に対するIn原子の比率は9.28乃至33.74[atomic%]の範囲とする。)である。図15(C)は、Zn原子のEDXマッピング(全原子に対するZn原子の比率は6.69乃至24.99[atomic%]の範囲とする。)である。また、図15(A)、図15(B)、及び図15(C)は、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面において、同範囲の領域を示している。なお、EDXマッピングは、範囲における、測定元素が多いほど明るくなり、測定元素が少ないほど暗くなるように、明暗で元素の割合を示している。また、図15に示すEDXマッピングの倍率は720万倍である。   FIG. 15 shows the substrate temperature R.D. T.A. The EDX mapping in the cross section of the sample produced by oxygen gas flow rate ratio 10% is shown. FIG. 15A is an EDX mapping of Ga atoms (the ratio of Ga atoms to all atoms is in the range of 1.18 to 18.64 [atomic%]). FIG. 15B is EDX mapping of In atoms (the ratio of In atoms to all atoms is in the range of 9.28 to 33.74 [atomic%]). FIG. 15C is an EDX mapping of Zn atoms (the ratio of Zn atoms to all atoms is in the range of 6.69 to 24.99 [atomic%]). 15A, 15B, and 15C show the substrate temperature R.D. during film formation. T.A. In the cross section of the sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10%, the region in the same range is shown. Note that the EDX mapping shows the ratio of elements in light and dark so that the more measurement elements in the range, the brighter the brightness, and the darker the measurement elements. Further, the magnification of EDX mapping shown in FIG. 15 is 7.2 million times.

図15(A)、図15(B)、及び図15(C)に示すEDXマッピングでは、画像に相対的な明暗の分布が見られ、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料において、各原子が分布を持って存在している様子が確認できる。ここで、図15(A)、図15(B)、及び図15(C)に示す実線で囲む範囲と破線で囲む範囲に注目する。   In the EDX mapping shown in FIGS. 15A, 15B, and 15C, a relative light / dark distribution is seen in the image, and the substrate temperature R.D. T.A. In the sample prepared at an oxygen gas flow rate ratio of 10%, it can be confirmed that each atom exists in a distributed manner. Here, attention is focused on a range surrounded by a solid line and a range surrounded by a broken line in FIGS. 15A, 15B, and 15C.

図15(A)では、実線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含む。また、図15(B)では実線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含む。   In FIG. 15A, the range surrounded by the solid line includes many relatively dark regions, and the range surrounded by the broken line includes many relatively bright regions. In FIG. 15B, a range surrounded by a solid line includes many relatively bright areas, and a range surrounded by a broken line includes many relatively dark areas.

つまり、実線で囲む範囲はIn原子が相対的に多い領域であり、破線で囲む範囲はIn原子が相対的に少ない領域である。ここで、図15(C)では、実線で囲む範囲において、右側は相対的に明るい領域であり、左側は相対的に暗い領域である。従って、実線で囲む範囲は、InX2ZnY2Z2、又はInOX1などが主成分である領域である。 That is, the range surrounded by the solid line is a region having a relatively large number of In atoms, and the range surrounded by a broken line is a region having a relatively small number of In atoms. Here, in FIG. 15C, in the range surrounded by the solid line, the right side is a relatively bright region and the left side is a relatively dark region. Therefore, the range enclosed by the solid line is a region mainly composed of In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 .

また、実線で囲む範囲はGa原子が相対的に少ない領域であり、破線で囲む範囲はGa原子が相対的に多い領域である。図15(C)では、破線で囲む範囲において、左上の領域は、相対的に明るい領域であり、右下側の領域は、相対的に暗い領域である。従って、破線で囲む範囲は、GaOX3、又はGaX4ZnY4Z4などが主成分である領域である。 A range surrounded by a solid line is a region with relatively few Ga atoms, and a range surrounded by a broken line is a region with relatively many Ga atoms. In FIG. 15C, in the range surrounded by the broken line, the upper left region is a relatively bright region, and the lower right region is a relatively dark region. Therefore, the range surrounded by the broken line is a region whose main component is GaO X3 , Ga X4 Zn Y4 O Z4 , or the like.

また、図15(A)、図15(B)、及び図15(C)より、In原子の分布は、Ga原子よりも、比較的、均一に分布しており、InOX1が主成分である領域は、InX2ZnY2Z2が主成分となる領域を介して、互いに繋がって形成されているように見える。このように、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域は、クラウド状に広がって形成されている。 15A, 15B, and 15C, the distribution of In atoms is relatively more uniform than Ga atoms, and InO X1 is the main component. The regions appear to be connected to each other through a region mainly composed of In X2 Zn Y2 O Z2 . As described above, the region mainly composed of In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is formed in a cloud shape.

このように、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有するIn−Ga−Zn酸化物を、CAC−OSと呼称することができる。 Thus, the region which is the main component such as GaO X3, In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 there is a region which is a main component, ubiquitously, an In-Ga-Zn oxide having a mixed to have the structure Things can be referred to as CAC-OS.

また、CAC−OSにおける結晶構造は、nc構造を有する。CAC−OSが有するnc構造は、電子線回折像において、単結晶、多結晶、又はCAAC構造を含むIGZOに起因する輝点(スポット)以外にも、数か所以上の輝点(スポット)を有する。又は、数か所以上の輝点(スポット)に加え、リング状に輝度の高い領域が現れるとして結晶構造が定義される。   The crystal structure in the CAC-OS has an nc structure. The nc structure possessed by CAC-OS has several bright spots (spots) in addition to bright spots (spots) caused by IGZO including single crystal, polycrystal, or CAAC structure in an electron diffraction pattern. Have. Alternatively, in addition to several bright spots (spots), a crystal structure is defined as a region having a high brightness in a ring shape.

また、図15(A)、図15(B)、及び図15(C)より、GaOX3などが主成分である領域、及びInX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域のサイズは、0.5nm以上10nm以下、又は1nm以上3nm以下で観察される。なお、好ましくは、EDXマッピングにおいて、各元素が主成分である領域の径は、1nm以上2nm以下とする。 Further, FIG. 15 (A), the FIG. 15 (B), the and 15 from (C), such as GaO X3 is the main component area, and In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is a region which is the main component The size is observed from 0.5 nm to 10 nm, or from 1 nm to 3 nm. Preferably, in EDX mapping, the diameter of a region in which each element is a main component is 1 nm or more and 2 nm or less.

以上より、CAC−OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。 As described above, the CAC-OS has a structure different from that of the IGZO compound in which the metal elements are uniformly distributed and has properties different from those of the IGZO compound. That is, in the CAC-OS, a region in which GaO X3 or the like is a main component and a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component are phase-separated from each other, and a region in which each element is a main component. Has a mosaic structure.

ここで、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。 Here, the region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component is a region having higher conductivity than a region containing GaO X3 or the like as a main component. That, In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is a region which is a main component, by carriers flow, expressed the conductivity of the oxide semiconductor. Accordingly, a region where In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is distributed in a cloud shape in the oxide semiconductor, whereby high field-effect mobility (μ) can be realized.

一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。 On the other hand, areas such as GaO X3 is the main component, In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is compared to region which is a main component, has a high area insulation. That is, a region containing GaO X3 or the like as a main component is distributed in the oxide semiconductor, whereby leakage current can be suppressed and good switching operation can be realized.

従って、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。 Therefore, when CAC-OS is used for a semiconductor element, the insulating property caused by GaO X3 and the like and the conductivity caused by In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 act complementarily, thereby increasing the An on-current (I on ) and high field effect mobility (μ) can be realized.

また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、ディスプレイをはじめとする様々な半導体装置に最適である。   In addition, a semiconductor element using a CAC-OS has high reliability. Accordingly, the CAC-OS is optimal for various semiconductor devices including a display.

また、半導体層にCAC−OSを有するトランジスタは電界効果移動度が高く、且つ駆動能力が高いので、該トランジスタを、駆動回路、代表的にはゲート信号を生成するゲート線駆動回路に用いることで、額縁幅の狭い(狭額縁ともいう)表示装置を提供することができる。また、該トランジスタを、表示装置が有する信号線からの信号の供給を行う信号線駆動回路(特に、信号線駆動回路が有するシフトレジスタの出力端子に接続されるデマルチプレクサ)に用いることで、表示装置に接続される配線数が少ない表示装置を提供することができる。   In addition, a transistor including a CAC-OS in a semiconductor layer has high field-effect mobility and high driving capability; therefore, the transistor can be used for a driver circuit, typically a gate line driver circuit that generates a gate signal. A display device with a narrow frame width (also referred to as a narrow frame) can be provided. In addition, by using the transistor for a signal line driver circuit that supplies a signal from a signal line included in the display device (particularly, a demultiplexer connected to an output terminal of a shift register included in the signal line driver circuit), display is performed. A display device with a small number of wirings connected to the device can be provided.

また、半導体層にCAC−OSを有するトランジスタは低温ポリシコンを用いたトランジスタのように、レーザ結晶化工程が不要である。これのため、大面積基板を用いた表示装置であっても、製造コストを低減することが可能である。さらに、ウルトラハイビジョン(「4K解像度」、「4K2K」、「4K」)、スーパーハイビジョン(「8K解像度」、「8K4K」、「8K」)のよう高解像度であり、且つ大型の表示装置において、半導体層にCAC−OSを有するトランジスタを駆動回路及び表示部に用いることで、短時間での書き込みが可能であり、表示不良を低減することが可能であり好ましい。   In addition, a transistor having a CAC-OS in a semiconductor layer does not require a laser crystallization step unlike a transistor using a low-temperature polysilicon. For this reason, even in a display device using a large-area substrate, the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, in high-resolution displays such as ultra high-definition (“4K resolution”, “4K2K”, “4K”) and super high-definition (“8K resolution”, “8K4K”, “8K”), and in large display devices, semiconductors A transistor having a CAC-OS in the layer is preferably used for a driver circuit and a display portion because writing in a short time is possible and display defects can be reduced.

又は、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。   Alternatively, silicon may be used for a semiconductor in which a channel of a transistor is formed. Although amorphous silicon may be used as silicon, it is particularly preferable to use silicon having crystallinity. For example, microcrystalline silicon, polycrystalline silicon, single crystal silicon, or the like is preferably used. In particular, polycrystalline silicon can be formed at a lower temperature than single crystal silicon, and has higher field effect mobility and higher reliability than amorphous silicon.

本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線は電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することできるため好ましい。このとき、特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している。   The bottom-gate transistor described in this embodiment is preferable because the number of manufacturing steps can be reduced. At this time, since amorphous silicon can be used at a lower temperature than polycrystalline silicon, it is possible to use a material having low heat resistance as the electrode material and substrate material for the wiring below the semiconductor layer. Can widen the choice of materials. For example, a glass substrate having an extremely large area can be suitably used. On the other hand, a top-gate transistor is preferable because an impurity region can be easily formed in a self-aligning manner and variation in characteristics can be reduced. At this time, it is particularly suitable when polycrystalline silicon, single crystal silicon, or the like is used.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。   This embodiment can be implemented in appropriate combination with at least part of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態5)
図16に、本発明の一態様に係る表示装置を有する携帯端末に適用可能な電子機器の具体例を示す。図16(A)乃至(F)いずれの電子機器においても、曲面や、複数の方向に対して表示面を有している。実施の形態1で示した表示装置を用いることで、視野角は制御可能であり表示品質は劣化しない快適な表示を得ることができる。
(Embodiment 5)
FIG. 16 illustrates specific examples of electronic devices that can be used for a portable terminal including the display device according to one embodiment of the present invention. Each of the electronic devices in FIGS. 16A to 16F has a display surface with respect to a curved surface or a plurality of directions. By using the display device described in Embodiment Mode 1, a viewing angle can be controlled and a comfortable display in which display quality is not deteriorated can be obtained.

実施の形態1、図16(A)、及び図16(C)では二つの筐体の内角に対して視野角制御を行った電子機器の例を示したが、図16(B)(D)(E)(F)では、180度を超える外角に向けて視野角制御を行うことができる。   In Embodiment 1, FIGS. 16A and 16C illustrate examples of electronic devices in which viewing angle control is performed on the inner angles of two housings, FIGS. In (E) and (F), viewing angle control can be performed toward an external angle exceeding 180 degrees.

図16(A)は携帯型ゲーム機であり、筐体5001、筐体5002、本発明の一態様に係る表示装置5003、マイクロホン5005、スピーカ5006、操作キー5007、スタイラス5008等を有する。携帯型ゲーム機に本発明の一態様に係る表示装置5003を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5003に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。   FIG. 16A illustrates a portable game machine including a housing 5001, a housing 5002, a display device 5003 according to one embodiment of the present invention, a microphone 5005, a speaker 5006, operation keys 5007, a stylus 5008, and the like. By using the display device 5003 according to one embodiment of the present invention for a portable game machine, an image with high display quality can be displayed on the display device 5003 without being influenced by the intensity of external light in a use environment. Power can also be reduced.

図16(B)は腕時計型の携帯端末であり、筐体5201、本発明の一態様に係る表示装置5202、ベルト5203、光センサ5204、スイッチ5205等を有する。腕時計型の携帯端末に本発明の一態様に係る表示装置5202を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5202に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。   FIG. 16B illustrates a wristwatch-type portable terminal including a housing 5201, a display device 5202 according to one embodiment of the present invention, a belt 5203, an optical sensor 5204, a switch 5205, and the like. By using the display device 5202 according to one embodiment of the present invention for a wristwatch-type mobile terminal, an image with high display quality can be displayed on the display device 5202 without being influenced by the intensity of external light in the usage environment. Power consumption can also be suppressed.

図16(C)はタブレット型のパーソナルコンピュータであり、筐体5301、筐体5302、本発明の一態様に係る表示装置5303、光センサ5304、光センサ5305、スイッチ5306等を有する。表示装置5303は、筐体5301及び筐体5302によって支持されている。そして、表示装置5303は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体5301と筐体5302の間の角度をヒンジ5307及び5308において変更することで、筐体5301と筐体5302が重なるように、表示装置5303を折りたたむことができる。図示してはいないが、開閉センサを内蔵させ、上記角度の変化を表示装置5303において使用条件の情報として用いても良い。タブレット型のパーソナルコンピュータに本発明の一態様に係る表示装置5303を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5303に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。   FIG. 16C illustrates a tablet personal computer including a housing 5301, a housing 5302, a display device 5303 according to one embodiment of the present invention, an optical sensor 5304, an optical sensor 5305, a switch 5306, and the like. The display device 5303 is supported by a housing 5301 and a housing 5302. Since the display device 5303 is formed using a flexible substrate, the display device 5303 has a function of flexibly bending the shape. By changing the angle between the housing 5301 and the housing 5302 at the hinges 5307 and 5308, the display device 5303 can be folded so that the housing 5301 and the housing 5302 overlap with each other. Although not shown, an open / close sensor may be incorporated, and the change in the angle may be used as information on the use condition in the display device 5303. By using the display device 5303 according to one embodiment of the present invention for a tablet personal computer, an image with high display quality can be displayed on the display device 5303 without being influenced by the intensity of external light in the usage environment. Power consumption can also be suppressed.

図16(D)は自動車等の移動体における運転席の周辺を表す図であり、ハンドル5801、ピラー5802、ドア5803、フロントガラス5804、本発明に一態様に係る表示装置5805等を有する。表示装置5805は、可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。そのため、平面や異なる曲面を有する自動車のダッシュボードにおいて、計器類を表示するインストルメントパネルに適用することができる。自動車のインストルメントパネルに本発明の一態様に係る表示装置5805を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5805に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。   FIG. 16D illustrates a periphery of a driver's seat in a moving object such as an automobile, which includes a handle 5801, a pillar 5802, a door 5803, a windshield 5804, a display device 5805 according to one embodiment of the present invention, and the like. Since the display device 5805 is formed using a flexible substrate, the display device 5805 has a function of flexibly bending the shape. Therefore, the present invention can be applied to an instrument panel that displays instruments in a dashboard of a car having a flat surface or a different curved surface. By using the display device 5805 according to one embodiment of the present invention for an instrument panel of an automobile, an image with high display quality can be displayed on the display device 5805 without being influenced by the intensity of external light in a use environment. Power consumption can also be suppressed.

図16(E)は腕時計型の携帯端末であり、曲面を有する筐体5701、本発明の一態様に係る表示装置5702等を有する。本発明の一態様に係る表示装置5702に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐体5701に表示装置5702を支持させることができ、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い腕時計型の携帯端末を提供することができる。そして、腕時計型の携帯端末に本発明の一態様に係る表示装置5702を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5702に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。   FIG. 16E illustrates a wristwatch-type portable terminal including a housing 5701 having a curved surface, a display device 5702 according to one embodiment of the present invention, and the like. By using a flexible substrate for the display device 5702 according to one embodiment of the present invention, the display device 5702 can be supported by a housing 5701 having a curved surface, and is flexible, light, and easy to use. A terminal can be provided. Then, by using the display device 5702 according to one embodiment of the present invention for a wristwatch-type mobile terminal, an image with high display quality can be displayed on the display device 5702 without being influenced by the intensity of external light in the usage environment. And power consumption can be reduced.

図16(F)は携帯電話であり、曲面を有する筐体5901に、本発明の一態様に係る表示装置5902、マイク5907、スピーカ5904、カメラ5903、外部接続部5906、操作用のボタン5905が設けられている。携帯電話に本発明の一態様に係る表示装置5902を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5902に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。   FIG. 16F illustrates a cellular phone. A housing 5901 having a curved surface includes a display device 5902, a microphone 5907, a speaker 5904, a camera 5903, an external connection portion 5906, and an operation button 5905 according to one embodiment of the present invention. Is provided. By using the display device 5902 according to one embodiment of the present invention for a mobile phone, an image with high display quality can be displayed on the display device 5902 without depending on the intensity of external light in the usage environment, and power consumption can be reduced. Can be suppressed.

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。   This embodiment can be implemented in appropriate combination with any of the other embodiments.

A1 画素
A2 画素
AF1 配向膜
AF2 配向膜
ANO 配線
B1 表示面
B2 表示方向
B11 表示面
C1 表示面
C2 表示方向
C11 表示面
CSCOM 配線
CF1 着色層
G1 走査線
G2 走査線
R1 入射方向
R2 方向
R3 入射方向
R4 方向
R30 角度
R45 角度
R45C 表示方向
R90 角度
R90B 表示方向
S1 信号線
S2 信号線
10 電子機器
11 筐体
12 筐体
13 ヒンジ
14 表示装置
30 視野角
45 視野角
51 表示領域
52 表示領域
53 表示領域
61 案内表示
62 方向指示
100 画素
101 基板
102 基板
103 画素回路
110 画素回路
111 トランジスタ
112 容量素子
113 表示素子
114 画素電極
115 共通電極
116 液晶層
120 画素回路
121 トランジスタ
122 トランジスタ
123 容量素子
124 電界発光層
125 画素電極
126 共通電極
127 表示素子
130 コンタクト
131 コンタクト
132 コンタクト
134 コンタクト
150 開口領域
150H 開口領域
160 開口領域
160H 開口領域
200 層
201a 導電層
201b 導電層
201c 導電層
201d 導電層
201e 導電層
202a 酸化物半導体層
202b 酸化物半導体層
203a 導電層
203b 導電層
203d 導電層
203e 導電層
204a 導電層
208 反射電極
208a 導電層
208b 導電層
208c 導電層
210 絶縁層
211 絶縁層
212 絶縁層
213 絶縁層
215 絶縁層
216 絶縁層
218 絶縁層
280 反射電極
300 表示装置
311b 電極
351 基板
360 表示素子
361 基板
362 表示部
364 回路部
365 配線
366 回路部
367 配線
368 タッチセンサ
372 FPC
373 IC
400 CPU
410 CPU
411 ディスプレイコントローラ
412 メモリ
413 カメラ
413a カメラ
413b カメラ
414 GPS通信モジュール
415 ジャイロセンサ
416 加速度センサ
417 光センサ
418 タッチセンサ
419 スピーカ
420 マイク
421 バッテリ
430 表示装置
431 反射型液晶表示装置
432 発光表示装置
900 電子機器
901 筐体
901a 筐体
901b 筐体
902 表示部
903 ヒンジ
910 電子機器
911a 筐体
911b 筐体
912 表示部
913 ヒンジ
914a 操作ボタン
914b 操作ボタン
915 カートリッジ
920 電子機器
921a 筐体
921b 筐体
922 表示部
923 ヒンジ
930 ナビゲーションシステム
5001 筐体
5002 筐体
5003 表示装置
5005 マイクロホン
5006 スピーカ
5007 操作キー
5008 スタイラス
5201 筐体
5202 表示装置
5203 ベルト
5204 光センサ
5205 スイッチ
5301 筐体
5302 筐体
5303 表示装置
5304 光センサ
5305 光センサ
5306 スイッチ
5307 ヒンジ
5701 筐体
5702 表示装置
5801 ハンドル
5802 ピラー
5803 ドア
5804 フロントガラス
5805 表示装置
5901 筐体
5902 表示装置
5903 カメラ
5904 スピーカ
5905 ボタン
5906 外部接続部
5907 マイク
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8005 FPC
8006 表示パネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
8015 発光部
8016 受光部
8017a 導光部
8017b 導光部
8018 光
A1 pixel A2 pixel AF1 alignment film AF2 alignment film ANO wiring B1 display surface B2 display direction B11 display surface C1 display surface C2 display direction C11 display surface CSCOM wiring CF1 colored layer G1 scanning line G2 scanning line R1 incident direction R2 direction R3 incident direction R4 Direction R30 Angle R45 Angle R45C Display direction R90 Angle R90B Display direction S1 Signal line S2 Signal line 10 Electronic device 11 Case 12 Case 13 Hinge 14 Display device 30 View angle 45 View angle 51 Display region 52 Display region 53 Display region 61 Guide Display 62 Direction indication 100 Pixel 101 Substrate 102 Substrate 103 Pixel circuit 110 Pixel circuit 111 Transistor 112 Capacitor element 113 Display element 114 Pixel electrode 115 Common electrode 116 Liquid crystal layer 120 Pixel circuit 121 Transistor 122 Transistor 123 Capacitor element 124 Field light emitting layer 125 Pixel electrode 126 Common electrode 127 Display element 130 Contact 131 Contact 132 Contact 134 Contact 150 Open region 150H Open region 160 Open region 160H Open region 200 Layer 201a Conductive layer 201b Conductive layer 201c Conductive layer 201d Conductive layer 201e Conductive layer 202a Oxide semiconductor layer 202b Oxide semiconductor layer 203a Conductive layer 203b Conductive layer 203d Conductive layer 203e Conductive layer 204a Conductive layer 208 Reflective electrode 208a Conductive layer 208b Conductive layer 208c Conductive layer 210 Insulating layer 211 Insulating layer 212 Insulating layer 213 Insulating layer 215 Insulating Layer 216 Insulating layer 218 Insulating layer 280 Reflective electrode 300 Display device 311b Electrode 351 Substrate 360 Display element 361 Substrate 362 Display unit 364 Circuit unit 365 Wiring 366 Circuit unit 367 Arrangement 368 touch sensor 372 FPC
373 IC
400 CPU
410 CPU
411 Display controller 412 Memory 413 Camera 413a Camera 413b Camera 414 GPS communication module 415 Gyro sensor 416 Acceleration sensor 417 Optical sensor 418 Touch sensor 419 Speaker 420 Microphone 421 Battery 430 Display device 431 Reflective liquid crystal display device 432 Light emitting display device 900 Electronic device 901 Case 901a Case 901b Case 902 Display unit 903 Hinge 910 Electronic device 911a Case 911b Case 912 Display unit 913 Hinge 914a Operation button 914b Operation button 915 Cartridge 920 Electronic device 921a Case 921b Case 922 Display unit 923 Hinge 930 Navigation system 5001 Case 5002 Case 5003 Display device 5005 Microphone 5006 Speaker 5007 Key 5008 Stylus 5201 Housing 5202 Display device 5203 Belt 5204 Optical sensor 5205 Switch 5301 Housing 5302 Housing 5303 Display device 5304 Optical sensor 5305 Optical sensor 5306 Switch 5307 Hinge 5701 Housing 5702 Display device 5801 Handle 5802 Pillar 5803 Door 5804 Windshield 5805 Display device 5901 Housing 5902 Display device 5903 Camera 5904 Speaker 5905 Button 5906 External connection portion 5907 Microphone 8000 Display module 8001 Upper cover 8002 Lower cover 8005 FPC
8006 Display panel 8009 Frame 8010 Printed circuit board 8011 Battery 8015 Light emitting unit 8016 Light receiving unit 8017a Light guide unit 8017b Light guide unit 8018 Light

Claims (12)

第1の面と、第2の面と、第3の面とを有し、
前記第1の面と、前記第3の面とは、前記第2の面を介して連続しており、
前記第1の面と、前記第3の面の間には、曲率を有する前記第2の面を有し、
前記第1の面には、第1の表示領域を有し、
前記第2の面には、第2の表示領域を有し、
前記第3の面には、第3の表示領域を有し、
前記第1の表示領域および前記第2の表示領域を用いて第4の表示領域を構成し、
前記第2の表示領域および前記第3の表示領域を用いて第5の表示領域を構成し、
前記第1の表示領域及び前記第2の表示領域と、前記第3の表示領域とを用いて第6の表示領域を構成することを特徴とする表示装置。
Having a first surface, a second surface, and a third surface;
The first surface and the third surface are continuous via the second surface,
Between the first surface and the third surface, the second surface having a curvature,
The first surface has a first display area,
The second surface has a second display area,
The third surface has a third display area,
A fourth display area is configured using the first display area and the second display area,
A fifth display area is configured using the second display area and the third display area,
A display device, wherein a sixth display area is configured using the first display area, the second display area, and the third display area.
請求項1において、
前記第1の表示領域と、前記第2の表示領域と、前記第3の表示領域と、は、複数の画素を有し、
前記画素は、第1の表示素子と、第2の表示素子と、を有し、
前記第1の表示素子は、外光に含まれる可視光を反射するための反射電極を有し、
前記反射電極は、開口領域又は切欠き領域を有し、
前記第2の表示素子は、前記開口領域又は前記切欠き領域から、可視光を透過して表示する機能を有し、
前記第1の表示素子と、前記第2の表示素子は、異なる階調を表示する機能を有する表示装置。
In claim 1,
The first display area, the second display area, and the third display area have a plurality of pixels.
The pixel has a first display element and a second display element,
The first display element has a reflective electrode for reflecting visible light included in external light,
The reflective electrode has an opening region or a notch region,
The second display element has a function of transmitting visible light from the opening region or the cutout region,
The display device having a function in which the first display element and the second display element display different gradations.
請求項1において
前記第1の面における第1の視野角と、前記第3の面における第2の視野角とを有し、
前記第1の視野角と前記第2の視野角が重なる領域を有することを特徴とする表示装置。
In Claim 1, It has the 1st viewing angle in the 1st surface, and the 2nd viewing angle in the 3rd surface,
A display device comprising a region where the first viewing angle and the second viewing angle overlap.
請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記第2の表示素子は、前記開口領域又は前記切欠き領域と同じ面積の第1の領域と、前記開口領域又は前記切欠き領域よりも大きな面積の第2の領域とを有し、
前記第2の領域は、前記第1の表示領域における前記第2の表示素子の視野角と、前記第3の表示領域における前記第2の表示素子の視野角とを、広げる機能を有し、
第1の表示領域における前記第2の表示素子の視野角は、前記第3の表示領域における前記第2の表示素子の視野角と重なる領域を有することを特徴とする表示装置。
In any one of Claim 1 thru | or 3,
The second display element includes a first region having the same area as the opening region or the notch region, and a second region having a larger area than the opening region or the notch region,
The second area has a function of widening the viewing angle of the second display element in the first display area and the viewing angle of the second display element in the third display area,
The display device according to claim 1, wherein a viewing angle of the second display element in the first display region has a region overlapping with a viewing angle of the second display element in the third display region.
請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記第1の表示領域及び前記第3の表示領域それぞれにおいて、前記第2の表示素子は、前記開口領域又は前記切欠き領域と重なる第1の領域と、前記開口領域又は前記切欠き領域と重ならない第2の領域とを有し、
前記第1の表示領域における前記第2の領域の面積は、前記第3の表示領域における前記第2の領域の面積と異なることを特徴とする表示装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
In each of the first display area and the third display area, the second display element includes a first area overlapping with the opening area or the notch area, and overlapping with the opening area or the notch area. A second region that must not be
The display device according to claim 1, wherein an area of the second region in the first display region is different from an area of the second region in the third display region.
請求項1乃至5のいずれか一において、
前記第1の表示素子は、反射型の液晶素子である表示装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The display device in which the first display element is a reflective liquid crystal element.
請求項1乃至5のいずれか一において、
前記第2の表示素子は、発光素子である表示装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The display device, wherein the second display element is a light emitting element.
請求項1乃至7のいずれか一の表示装置は、トランジスタを有し、前記トランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する表示装置。   The display device according to claim 1 includes a transistor, and the transistor includes a metal oxide in a semiconductor layer. 請求項8において、
前記トランジスタは、バックゲートを有することを特徴とする表示装置。
In claim 8,
The display device, wherein the transistor has a back gate.
請求項1乃至9のいずれか一の表示装置において、
前記第1の表示素子が反射する第1の光、及び前記第2の表示素子が発する第2の光のうち、いずれか一方又は両方により、画像を表示する機能を有する表示装置。
The display device according to any one of claims 1 to 9,
A display device having a function of displaying an image by one or both of first light reflected by the first display element and second light emitted by the second display element.
請求項1乃至10のいずれか一の表示装置と、
タッチセンサと、
を有することを特徴とする表示モジュール。
A display device according to any one of claims 1 to 10,
A touch sensor;
A display module comprising:
請求項1乃至10のいずれか一の表示装置、又は請求項11に記載の表示モジュールと、
CPUとバッテリと、
を有することを特徴とする電子機器。
A display device according to any one of claims 1 to 10, or a display module according to claim 11,
CPU and battery,
An electronic device comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019207400A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社半導体エネルギー研究所 Electronic device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003107473A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Matsushita Electric Works Ltd Back light for liquid crystal display machine
JP2016061977A (en) * 2014-09-18 2016-04-25 株式会社東芝 Display device and portable terminal apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003107473A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Matsushita Electric Works Ltd Back light for liquid crystal display machine
JP2016061977A (en) * 2014-09-18 2016-04-25 株式会社東芝 Display device and portable terminal apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019207400A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社半導体エネルギー研究所 Electronic device
CN112005291A (en) * 2018-04-27 2020-11-27 株式会社半导体能源研究所 Electronic device
JPWO2019207400A1 (en) * 2018-04-27 2021-05-13 株式会社半導体エネルギー研究所 Electronics
US11570914B2 (en) 2018-04-27 2023-01-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
CN112005291B (en) * 2018-04-27 2023-03-21 株式会社半导体能源研究所 Electronic device

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